Лаборатория «Вычислительная механика» CompMechLab®
  CompMechLab  
21 Июня 2016 года
23 Февраля 2016 года
28 Марта 2015 года
21 Февраля 2015 года
29 Сентября 2014 года
 
24 Августа 2017 года
1 Января 2017 года
19 Октября 2016 года
30 Августа 2015 года
11 Марта 2015 года
 
Голосования не найдены

Оценка эффективности червячного актуатора закрылок

Актуатор закрылок, приводимый в движение посредством червячной передачи, анализируется двумя методами:

  • Программируемый испытательный стенд, поддерживающий изменение нагрузок и отображающий реальные нагрузки на крыле, и программируемая температура в диапазоне от -50?С до +80?С
  • Моделирование в KISSsys глобальной системы, идентифицирующей все основные факторы критических отказов

Результаты довольно ясно показывают, что факторы нагрузок находятся во взаимодействии с температурой и они не линейны при низких температурах. KISSsys позволяет представить реальные результаты тестов в виде формул для создания экспертной системы, в данном случае – экспертной системы для актуаторов.

Задание: разработать актуатор закрылок для пассажирского самолета, работающего в широком диапазоне температур от -50?С до +80?С. Актуатор (для самолета Pilatus PC12, рис. 1) по существу является червячным редуктором, приводимым в движение шариковым ходовым винтом, характеризующимся самоудерживающейся червячной передачей и амортизатором входного момента, который ограничивает выходную силу шарикового винта.

Pilatus PC12 

Рисунок 1. Pilatus PC12

Испытательный стенд позволяет проводить всесторонние тесты в диапазоне температур от -50?С до +80?С. Теория малых червячных передач устанавливает выполнение только относительных неточных оценок эффективности.

Испытательный стенд функционально основан на реальных размерах самолета (рис. 2). Силы на валу могут быть запрограммированы в зависимости от позиции и движения вала. Входной момент на червячном валу измеряется в Нм. Обе оси представлены на x/y диаграмме для отображения и хранения рабочего цикла.

Кроме того, возможно использование двух идентичных стендов по системе master-slave, которые приводятся в движение центральной установкой, использующей при этом различные нагрузки для внутреннего и внешнего актуаторов в целях симуляции реальных нагрузок на крыле. Оба стенда оборудованы охлаждающей установкой  для моделирования высоты. Испытания жизненного цикла выполняются в экстремальных условиях холода.

Испытательный стенд 

Рисунок 2. Испытательный стенд

Основная задача KISSsys – управление расчетами, потому общие данные (входная скорость, момент, нагрузка, температура и др.) определяются в KISSsys как переменные для расчетов отдельных элементов. Кинематика и поток мощности в системе также управляются в KISSsys. На рисунке 3 представлен проект моделирования актуатора, где изображены пользовательский интерфейс для управления всеми расчетами, древовидная структура элементов системы, трехмерное представление конструкции и кинематическая схема.

Проект разработки актуатора 

Рисунок 3. Проект разработки актуатора

Входные данные для расчетов получены из реальных значений нагрузок, измеренных на самолете. Модель имеет две задачи:

  • Расчет эффективности всех элементов системы в диапазоне температур -50?С до +80?С.
  • Контроль надежности каждого элемента (червячная передача, подшипники, валы, ходовой винт)

Расчетная модель позволяет задавать факторы потерь как функцию температуры. Это близко к цели модели, что показывает актуальное состояние системы и позволяет прогнозировать факторы безопасности системы в экстремальных температурных пределах. Модель может применяться для прогнозирования состояния актуатора при других нагрузках и температурах, и это также может быть использовано для определения и анализа конструктивных изменений для улучшения функционального состояния.


Другие публикации в данном разделе:

Посетите наши веб-проекты: