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反推力装置结构优化设计

高吴浩 陈永琴 苏三买 谢荣璋

高吴浩,陈永琴,苏三买,等.反推力装置结构优化设计[J].航空动力学报,2022,37(8):1724‑1731. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210282
引用本文: 高吴浩,陈永琴,苏三买,等.反推力装置结构优化设计[J].航空动力学报,2022,37(8):1724‑1731. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210282
GAO Wuhao,CHEN Yongqin,SU Sanmai,et al.Structural optimization design of thrust reverser[J].Journal of Aerospace Power,2022,37(8):1724‑1731. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210282
Citation: GAO Wuhao,CHEN Yongqin,SU Sanmai,et al.Structural optimization design of thrust reverser[J].Journal of Aerospace Power,2022,37(8):1724‑1731. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210282

反推力装置结构优化设计

doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210282
详细信息
    作者简介:

    高吴浩(1995-),男,硕士生,主要从事机械结构设计与动力学仿真方面的研究。

  • 中图分类号: V228.7

Structural optimization design of thrust reverser

  • 摘要:

    根据叶栅式反推力装置结构及其工作原理,建立了反推力装置运动学与动力学数学模型,以此为基础,取反推力装置对作动系统的最大负载力极小化为目标函数,装置各运动机构满足几何关系为约束条件,建立反推力装置结构优化模型。通过反推力装置运动学及动力学仿真,并分析在不同结构参数下反推力装置运动学及动力学特性,验证了所建立模型的合理性与正确性。在Matlab环境下采用惩罚函数法对反推力装置进行结构优化设计,结果表明:优化后的反推力装置正向最大负载力下降了24.5%,负向最大负载力下降了16.3%,且各个机构运动不出现干涉,整个反推力装置可正常工作。论文建模方法与优化结果可为反推力装置结构设计提供参考。

     

  • 图 1  叶栅式反推力装置结构实物图(半部)

    Figure 1.  Physical diagram of the cascade thrust reverser(half part)

    图 2  叶栅式反推力装置工作原理示意图

    Figure 2.  Working principle schematic diagram of the cascade thrust reverser

    图 3  反推力装置受力简图

    Figure 3.  Force diagram of the thrust reverser

    图 4  反推力装置工作过程示意图

    Figure 4.  Schematic diagram of the working process of thrust reverser

    图 5  移动外罩速度曲线

    Figure 5.  Speed curve of translating sleeve

    图 6  阻流门前后承压面的压差曲线

    Figure 6.  Pressure difference curve between front and back of blocker door

    图 7  阻流门受力曲线

    Figure 7.  Force curve of blocker door

    图 8  反推力装置简化三维模型

    Figure 8.  Simplified three⁃dimensional model of thrust reverser

    图 9  Marker点运动轨迹

    Figure 9.  Marker point movement trajectory

    图 10  不同参数选择下特征点轨迹曲线(h=210 mm)

    Figure 10.  Trajectory curves of feature points in different parameter selections (h=210 mm)

    图 11  阻流门受移动外罩作用力

    Figure 11.  Force of translating sleeve on blocker door

    图 12  优化前后反推力装置负载力对比曲线

    Figure 12.  Load force comparison curve of thrust reverser before and after optimization

    图 13  优化后特征点轨迹曲线

    Figure 13.  Trajectory curve of characteristic points after optimization

    表  1  反推力装置各部件结构参数优化范围

    Table  1.   Components structural parameter range for thrust reverser optimization

    参数初始值最小值最大值
    l/mm210205215
    m/mm15550215
    n/mm5350215
    φmax/(°)888590
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  • 收稿日期:  2021-06-05

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