某外掛物通過前、中、后3個吊掛與飛機的導軌相連，由于在飛機機動飛行、起飛與降落狀態下，外掛物本體受到較大過載和氣動力作用，吊掛的受力較為復雜。若實際載荷過大，有可能造成吊掛本身或者吊掛與本體連接局部應力偏高而導致破壞。為保證設計安全，首先在MSC Adams軟件中建立外掛物本體通過吊掛與飛機導軌相連的動力學仿真計算模型，在外掛物本體上施加慣性載荷、直接力和力矩，計算出吊掛與發射導軌接觸面之間的作用力，再在MSC Patran/Nastran軟件中建立吊掛及本體局部的有限元模型，通過在吊掛與導軌的接觸面上施加載荷、在本體上施加約束來進行強度分析。
      這里的動力學模型是指在CAD軟件中建立的三維可視化模型，并對組成模型的各個部件作了質量和轉動慣量分配，同時通過MSC Adams定義各部件的約束和受載條件，模型包括30個剛體，12個約束固定副，5個GFORCE力，8個VFORCE力，一個重力，14對碰撞力等。模型中的坐標系定義如下：坐標原點指外掛物前端頂點，x軸，沿外掛物軸線方向，指向外掛物前方為正，Y軸，順航向看，向右為正，z軸，位于外掛物對稱平面內，向下為正。模型中的5個GFORCE力與8個VFORCE力是指不同工況條件下外掛物各個部件質心處所受的力或力矩。由于設計輸入所提供的外掛物在各工況下的過載和氣動力均為常值而非隨時間變化的數據，因此對模型的加載作如下處理：在一定的時間范圍內從0逐漸加載到最大，然后保持最大值不變。所示為某工況下一慣性力的加載曲線，包括X和Y兩個方向的曲線，吊掛的各個接觸面與導軌之間的約束使用Contact實現，為了便于分清仿真結果中各吊掛各個面受力的大小，對各吊掛的每個與導軌之間的接觸面做了編號，圖所示為中、后吊掛的編號。
      仿真解算的前0.2s是靜平衡仿真，0.2s后工況載荷才往外掛物上添加，仿真時間為0.5s，總步長為2500步。根據給定工況，計算出吊掛的各個面與滑軌之間的碰撞力，并將其分解為X，Y，Z，3個方向。由于前吊掛受到X向的銷釘固定，同時它與導軌的配合間隙遠大于中吊掛和后吊掛，因此外掛物幾乎所有的X向載荷都由前吊掛承擔，而其他方向的載荷主要由中、后吊掛承受，某工況條件下吊掛各個接觸面的載荷計算結果。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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