起落架落震动力学仿真——LMS Virtual.Lab Motion
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2009年LMS中国用户大会论文集
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起落架落震动力学仿真——LMS Virtual.Lab Motion
江博水 20091011
（湖北荆门，特飞所）
一、 简化模型 Catia Product ……………………………………………………2
二、 导入模型 Insert Bodies ……………………………………………………5
三、 定义运动缚 Joints …………………………………………………………9
四、 定义路面 Data ( Road ) ……………………………………………………15
五、 定义缓冲器弹性参数 Forces ( TSDA ) ……………………………………18
六、 定义轮胎弹性参数 Forces ( Tire Fotces ) …………………………………21
七、 设置初始条件 Initial conditions ……………………………………………24
八、 计算 Compute ………………………………………………………………27
九、 动画演示 Animate …………………………………………………………29
十、 查看过程曲线 Function Displays …………………………………………30
十一、 支柱柔性化 Flexible ……………………………………………………35
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2起落架落震动力学仿真——Virtual Lab Motion
一、 简化模型 Catia Product
由于起落架自身零部件较多，如果按实际零件分别添加运动缚及相关条件，
并进行计算，这样做不仅大大增加了设计人员的工作量，还将使得计算机的计算
时间大幅增加，然而这样做并没有对仿真结果精度有明显的提升，反而可能隐藏
很多设置错误，又需要设计人员查找解决问题。总的来说，我们需要将起落架实
际结构进行简化，这样不仅没有改变起落架机构原理，还有效的减少了设计人员
的工作量和计算机的计算时间。
加分析起落架模型，将其简化为六大部分：机轮、摇臂、支柱（包含支柱转
轴）、收放做动杆、缓冲器套筒、缓冲器活塞杆。
1 部件简化
z 机轮
简化将刹车机构去掉，保证轮轴孔不变，保留轮毂及轮胎外形。
z 摇臂
基本保留摇臂全部结构，并将轮轴、摇臂转轴、缓冲器连接耳片简化为
摇臂范畴内。
航向 2009年LMS中国用户大会论文集
3z 支柱
基本保留支柱全部结构，去除支柱转轴的连接法兰，将做动杆及缓冲器
的连接耳片简化为支柱范畴内。
z 收放做动杆
由于本次只作落震的仿真分析，不做收放机构的仿真，所以只保留斜撑
杆，以便于起落架与机身的连接仿真。
z 缓冲器套筒
保留缓冲器套筒的外壁与内壁外形，保证套筒端部耳片外形及耳孔。
z 缓冲器活塞杆
保留缓冲器活塞杆外形，保证端部耳片外形及耳孔。
2 添加坐标系
在各部件需要添加运动缚的部位（如：耳孔中心、机轮轴孔中心、支柱转轴
连接法兰的中心等）添加坐标系。
3 将简化的部件分别转换成为一个part 文件
运用CATIA装配设计中的“布尔加运算”将简化的各部件转换成为一个part
文件。
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★ 添加坐标系必须在进行“布尔加运算”之前进行。
★ 各部件命名应使用英文，应便于识别，避免使用汉字。
4 新建飞机part
这里建立的飞机，主要用来连接起落架、定义落震重量、落震方向及高度，
所以我们新建的aircraft主要包含以下内容：
z 起落架支柱转轴与机身的前连接点，并在此点建立坐标系，方向应该与
转轴上的坐标系方向一致；
z 起落架支柱转轴与机身的后连接点，并在此点建立坐标系，方向应该与
转轴上的坐标系方向一致；
z 斜撑杆与机身的连接点，并在此点建立坐标系，方向应该与机身坐标系
方向一致； 2009年LMS中国用户大会论文集
5z 新建不重合于以上的一点，并在此点建立坐标系，X方向应该与飞机的
前进方向一致，Z方向向上；
z 新建不重合于以上的一点，并在此点建立坐标系，方向应该与机身坐标
系方向一致； z 在以上任意一点位置建立一几何实体，并定义一材料属性。
★ 各坐标系命名应使用英文并便于识别其位置，避免使用汉字。
★ 将以上所有part文件存放于一个文件夹，路径避免汉字。
二、 导入模型 Insert Bodies
本阶段主要是形成起落架的装配产品Product，并将其导入成为Virtual Lab
Motion 的Analysis Mode中的Bodies。
1 进入主界面
Æ 打开LMS Virtual Lab
Æ 单击主菜单的“Start ”菜单
Æ 选择Motion Æ 选择Mechanism Design
Æ 进入到主界面
Æ 选择主菜单的“File”菜单Æ 选择 Save Management保存管理
Æ 将全部文件保存至part
文件所在的目录
前连接点 后连接点 斜撑杆
连接点 2009年LMS中国用户大会论文集
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2 导入产品的零部件
Æ 双击 结构树的Product_Root，进入装配Assembly界面环境
Æ 单击主菜单的“Insert”菜单 Æ 选择 Existing Component
Æ 单击 结构树的Product_Root
Æ 导入起落架各部件及aircraft Part （类似于CATIA中的装配导入）
Æ 选择 Save Management保存管理进行保存
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3 将Product导入成为Bodies
Æ 双击 结构树中的Analysis Mode，转换到Motion
界面环境
Æ 右击 结构树中的 Bodies Æ 选择Insert
Æ 选择Creat Bodies From Selected Product
Æ 单击 结构树中的Product_Root
Æ 导入完成，保存管理。
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9三、 定义运动缚 Joints
定义运动缚的操作类似与CATIA 中装配约束操作。界面显示结果与装配结
果相同。
定义运动缚的基本操作如下：
Æ 右击结构树中 Bodies Æ 选择隐藏 Hide
Æ 单击主菜单中“Insert” Æ 选择Joint Æ 选择Joint
Æ
选择需要的类型的运动缚
Æ
在对话框内定义运动缚
1 支柱转轴前连接点——飞机
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10Æ 选择 球铰缚
Æ 修改Name名称为”post fwd—aircraft”，以便于区分不同运动缚
Æ 单击选择Body1内容，再单击已定义好的支柱转轴前点坐标系
Æ 单击选择Body2内容，再单击飞机Part与起落架的前连接点坐标系
Æ 单击“OK”
Æ 球铰缚 Spherical Joint定义完成，观察界面显示发生变化。
2 支柱转轴后连接点——飞机
Æ 选择 固定缚
Æ 修改Name名称为”post rear—aircraft”
Æ 分别选择Body1内容、Body2内容。
Æ 修改Exclude Constr 内容为1456， （★ 放开1456自由度）
Æ 单击“OK”
3 下斜撑杆——支柱
Æ 选择 球铰缚
Æ 修改Name名称为”act2—post”
Æ 分别选择Body1内容、Body2内容
Æ 单击“OK”
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4 上斜撑杆——飞机
Æ 选择 旋转缚
Æ 修改Name名称为”act1—aircraft”
Æ Body1内容，分别选择孔的轴线、轴线的法平面
Æ Body2内容，分别选择转轴轴线、轴线的法平面
Æ 单击“OK”
5 下斜撑杆——上斜撑杆
Æ 选择 旋转缚
Æ 修改Name名称为”act2—act1”
Æ 分别选择Body1内容、Body2内容
Æ 单击“OK”
6 斜撑杆上锁
Æ 选择 圆柱缚 2009年LMS中国用户大会论文集
12Æ 修改Name名称为”act lock”
Æ Body1、Body2内容分别选择上下斜撑杆的轴线
Æ 单击“OK”
7 摇臂——支柱
Æ 选择 旋转缚
Æ 修改Name名称为”arm—post”
Æ 分别选择Body1内容、Body2内容
Æ 单击“OK”
8 缓冲器活塞杆——支柱
Æ 选择 球铰缚
Æ 修改Name名称为”oleo pist—post”
Æ 分别选择Body1内容、Body2内容
Æ 单击“OK”
9 缓冲器套筒——摇臂
Æ 选择 球铰缚
Æ 修改Name名称为”oleo cyl—arm”
Æ 分别选择Body1内容、Body2内容
Æ 修改Exclude Constr 内容为45， （★ 放开45自由度）
Æ 单击“OK”
