\(Microsoft Word - Ca\\263o\\234\\346 06 II 2006.doc\)

\(Microsoft Word - Ca\\263o\\234\\346 06 II 2006.doc\)

XLV Sympozjon „Modelowanie w mechanice”
159
Jerzy MAŁACHOWSKI, Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna
Wiesław KRASOŃ, Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna
Mirosław WESOŁOWSKI, Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna
NUMERYCZNE BADANIA DYNAMIKI
PODWOZIA SAMOLOTU TRANSPORTOWEGO
Podwozie współczesnego samolotu, ze względu na przeznaczenie i charakter działania
w najbardziej krytycznych fazach lotu (start, lądowanie), jest jednym z podstawowych
układów decydujących w szczególny sposób o bezpieczeństwie eksploatacji samolotu, a tym
samym o bezpieczeństwie transportowanych na jego pokładzie ludzi i towarów. Postęp
w dziedzinie metod numerycznych i zastosowanie komputerów o dużej mocy obliczeniowej
umożliwia wykonanie symulacji pracy kompletnego układu podwozia lotniczego przy
możliwie najwierniejszym odwzorowaniu rzeczywistych warunków jego eksploatacji. W celu
zapewnienia bezpiecznej eksploatacji samolotu zarówno w fazie prac konstrukcyjnowdrożeniowych, jak też w późniejszych etapach jego wykorzystania niezbędne są analizy
dynamiczne podwozi. Analizy takie umożliwiają diagnozowanie stanu wytrzymałości takiego
złożonego układu oraz prognozowanie jego działania w warunkach niebezpiecznych.
Przeprowadzenie tego typu badań z wykorzystaniem metod numerycznych jest znacznie
łatwiejsze i tańsze od badań eksperymentalnych. W opracowaniu zaprezentowany będzie
model 3D kompletnego układu podwozia stałego samolotu transportowego przeznaczony do
analiz dynamicznych. Model MES układu zestawiono z odkształcalnych brył, które wiernie
odzwierciedlają
parametry
geometryczno-fizyczne
podstawowych
podzespołów
wykonawczych rozważanego podwozia. Podzespoły te modelowano odkształcalnymi
elementami o nieliniowych charakterystykach odpowiadających różnym materiałom
zastosowanym w poszczególnych częściach układu podwozia. Połączenia ruchowe układu
modelowano z uwzględnieniem odpowiednich warunków kontaktu. W modelu odwzorowano
koło podwozia z uwzględnieniem wypełnionego powietrzem pneumatyka o precyzyjnie
dobranej nieliniowej charakterystyce materiałowej, odpowiadającej rzeczywiście
eksploatowanej gumie. W modelu amortyzatora zastosowano specjalny element sprężystotłumiący o zastępczej nieliniowej charakterystyce opracowanej analitycznie na podstawie
parametrów rzeczywistego amortyzatora cieczowo-gazowego testowanego eksperymentalnie.
W pracy omówione zostaną wybrane wyniki analizy dynamicznej systemem LS-Dyna.
XLV Sympozjon „Modelowanie w mechanice”
160
Jerzy MAŁACHOWSKI, College of Mechanical Engineering, Military University
of Technology
Wiesław KRASOŃ, College of Mechanical Engineering, Military University of Technology
Mirosław WESOŁOWSKI, College of Mechanical Engineering, Military University
of Technology
NUMERICAL DYNAMIC RESEARCH
OF TRANSPORT AIRCRAFT’S LANDING GEAR
Landing is the most dangerous phase of aircraft flight. High momentary forces appear in
the elements of the landing gear during touchdown. They result from the necessity of
absorbing and dispersing the energy of decline. An aircraft designed and utilized according to
the regulations should be able to absorb the energy of decline during touchdown as well as the
energy resulting from horizontal movement. The whole process of energy absorption is
a dynamic one and is characterized by specified runs in time. The above causes that the
elements of landing gear are highly strained ones, especially during emergency landing. The
biggest loads of the landing gear appear during absorption of the energy of vertical decline.
The above stages of appearing loads, mainly the maximal forward and backwards forces
together with the related vertical forces and the maximal vertical force usually dimension the
landing gear. An appropriate setting of landing gear’s characteristics enables to obtain
minimal levels of the loads occurring. The research on the most effective methods of
aircrafts’ landing gears design as well as the evaluation of the gear’s condition during
utilization period and possibilities of extending its durability are the subject of numerous
studies, including the ones by leading worldwide aviation companies and national scientific
centres. It is indicated in these studies that numerical analysis of the strength of the
construction elements of the examined aircraft’s part (beside experimental research) is
a necessary stage of proper methodology of aviation research, in particular in programming
and reliability evaluation and development of methods of increasing durability in case of
solutions already used in practice. In the proposed FE model were taken into consideration
such elements like full 3D deformable model of a landing gear with tire which included
airbag model. In the proposed FE model was used the special purpose FE element (discrete
beam element) described by material model called hydraulic-gas . This element represents
a combined hydraulic and gas-filled damper which has a variable orifice coefficient. This kind
of dampers are sometimes used on buffers at the end of railroad tracks and as aircraft
undercarriage shock absorbers like in this case. As the damper is compressed two actions
contribute to the force that develops. First, the gas is adiabatically compressed into a smaller
volume. Secondly, oil is forced trough an orifice. The performed analysis using LS-Dyna
code presented in this paper is the first part of wider considerations concerning numerical
assessment of dynamic parameters of a transport’s landing gear.