某外挂物通过前、中、后3个吊挂与飞机的导轨相连，由于在飞机机动飞行、起飞与降落状态下，外挂物本体受到较大过载和气动力作用，吊挂的受力较为复杂。若实际载荷过大，有可能造成吊挂本身或者吊挂与本体连接局部应力偏高而导致破坏。为保证设计安全，首先在MSC Adams软件中建立外挂物本体通过吊挂与飞机导轨相连的动力学仿真计算模型，在外挂物本体上施加惯性载荷、直接力和力矩，计算出吊挂与发射导轨接触面之间的作用力，再在MSC Patran/Nastran软件中建立吊挂及本体局部的有限元模型，通过在吊挂与导轨的接触面上施加载荷、在本体上施加约束来进行强度分析。
      这里的动力学模型是指在CAD软件中建立的三维可视化模型，并对组成模型的各个部件作了质量和转动惯量分配，同时通过MSC Adams定义各部件的约束和受载条件，模型包括30个刚体，12个约束固定副，5个GFORCE力，8个VFORCE力，一个重力，14对碰撞力等。模型中的坐标系定义如下：坐标原点指外挂物前端顶点，x轴，沿外挂物轴线方向，指向外挂物前方为正，Y轴，顺航向看，向右为正，z轴，位于外挂物对称平面内，向下为正。模型中的5个GFORCE力与8个VFORCE力是指不同工况条件下外挂物各个部件质心处所受的力或力矩。由于设计输入所提供的外挂物在各工况下的过载和气动力均为常值而非随时间变化的数据，因此对模型的加载作如下处理：在一定的时间范围内从0逐渐加载到最大，然后保持最大值不变。所示为某工况下一惯性力的加载曲线，包括X和Y两个方向的曲线，吊挂的各个接触面与导轨之间的约束使用Contact实现，为了便于分清仿真结果中各吊挂各个面受力的大小，对各吊挂的每个与导轨之间的接触面做了编号，图所示为中、后吊挂的编号。
      仿真解算的前0.2s是静平衡仿真，0.2s后工况载荷才往外挂物上添加，仿真时间为0.5s，总步长为2500步。根据给定工况，计算出吊挂的各个面与滑轨之间的碰撞力，并将其分解为X，Y，Z，3个方向。由于前吊挂受到X向的销钉固定，同时它与导轨的配合间隙远大于中吊挂和后吊挂，因此外挂物几乎所有的X向载荷都由前吊挂承担，而其他方向的载荷主要由中、后吊挂承受，某工况条件下吊挂各个接触面的载荷计算结果。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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