Математическая модель для доказательства соответствия узлов навески агрегатов критических элементов конструкции планера требованиям норм летной годности

Аннотация

Современные гражданские самолеты транспортной категории необходимо сертифицировать по требованиям сертификационного базиса. В России для этого применяют нормы летной годности гражданских самолетов, в которых указаны требования по безопасному разрушению конструкции в случае аварийной посадки и частичного разрушения опор шасси. Соответствие конструкции самолета этому требованию доказывается экспериментально или с помощью численного моделирования. Рассмотрен алгоритм проектирования конструкции узлов навески основных опор шасси, содержащих особые элементы --- слабые звенья, которые должны разрушиться при определенных нагрузках. Такой алгоритм применяется для учета требований норм летной годности гражданских самолетов по условиям статической, усталостной и динамической прочности на ранних этапах проектирования конструкции планера самолета. Выполнена сравнительная оценка результатов конечно-элементного моделирования разрушения срезного болта соединения ухо--вилка. В качестве критерия оценивания принято максимальное значение силы в узле навески основных опор шасси. Полученные данные сравнивались со значениями сил, рассчитанных аналитически. Конечно-элементное моделирование разрушения срезного болта соединения ухо--вилка проводилось в динамической и квазистатической постановках с учетом и без учета контактной задачи

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Титов Е.И. Математическая модель для доказательства соответствия узлов навески агрегатов критических элементов конструкции планера требованиям норм летной годности. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2026, № 3 (158), c. 38--53. EDN: IBDQZX

Литература

[1] Попов Ю.И., Серебрянский С.А., Майсак М.В. К вопросу обеспечения эксплуатационной живучести конструкции планера самолета. Справочник. Инженерный журнал, 2019, № 12, с. 32--39. EDN: PJOIAQ

[2] Погосян М.А. Цифровые технологии в жизненном цикле российской конкурентоспособной авиационной техники. М., Изд-во МАИ, 2020.

[3] Bhat S., Moger V. Aircraft landing gear layouts and functions. JETIR, 2019, vol. 6, no. 2, pp. 565--570.

[4] Zhuravlev A.A., Serebryansky S.A. Approach to the selection of the optimal sized of the ear--fork lug. E3S Web Conf., 2023, vol. 383, art. 05010. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202338305010

[5] Mikulowski G., Jankowski L. Adaptive landing gear: optimum control strategy and potential for improvement. Shock Vib., 2009, vol. 16, art. 732803. DOI: https://doi.org/10.3233/SAV-2009-0460

[6] Журавлев А.А., Ерофеев М.В., Серебрянский С.А. Исследования коэффициента осевой нагрузки для расчета проушин типа ухо--вилка. Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества. Сб. тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. М., ИД Академии имени Н.Е. Жуковского, 2023, c. 128--130. EDN: NKNEPU

[7] Kravchenko G., Kravchenko K., Kolosov A., et al. Features of the experimental evaluation of the fatigue resistance characteristics of power lugs. E3S Web Conf., 2024, vol. 531, art. 01010. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202453101010

[8] Titov E., Serebryansky S. Theoretical model of the methodology of landing gear bracket design taking into account the adjusted calculation for shear bolt design. E3S Web Conf., 2023, vol. 446, art. 03006. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202344603006

[9] Konstantinov I., Tereshonkov V. Development of a model for analyzing the impact of configuration integrity loss on the aircraft product cycle time duration. J. Phys.: Conf. Ser., 2020, vol. 1925, art. 012080. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1925/1/012080

[10] Lou K., Zimmermann R., Schaefer Ph., et al. A method for smart hydraulic landing gear modeling and simulation with experimental validation. SAE Tech. Pap. VFS-F69-0413, 2013.

[11] Trifonov R., Shelkov K., Perepechaev S., et al. Determining the applicability limits of different accuracy models when analyzing the loads on the landing gear during landing. AS, 2024, vol. 7, no. 3, pp. 617--627. DOI: https://doi.org/10.1007/s42401-023-00253-2

[12] Benseddiq N., Imad A. A ductile fracture analysis using a local damage model. Int. J. Press. Vessels Pip., 2008, vol. 85, no. 4, pp. 219--227. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2007.09.003

[13] Tereshonkov V.A., Shavelkin D.S., Pocebneva I.V. Choosing a rational design of the engine fastening span. In: Advances in automation III. Springer, 2022, pp. 274--289. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-94202-1_27

[14] Wong J., Ryan L., Kim I.Y. Design optimization of aircraft landing gear assembly under dynamic loading. Struct. Multidisc. Optim., 2018, vol. 57, no. 3, pp. 1357--1375. DOI: https://doi.org/10.1007/s00158-017-1817-y

[15] Ammar M., Shirinzadeh B., Elgamal H., et al. On the role of damage evolution in finite element modeling of the cutting process and sensing residual stresses. Sensors, 2022, vol. 22, no. 21, art. 8547. DOI: https://doi.org/10.3390/s22218547

[16] Titov E., Serebryansky S. Approach to designing a construction of typical main landing gear brackets of an aircraft. 16th MLSD, 2023. DOI: https://doi.org/10.1109/MLSD58227.2023.10303898

[17] Ii R., Zhan M., Zheng Z., et al. A constitutive model coupling damage and material anisotropy for wide stress triaxiality. Chin. J. Aeronaut., 2020, vol. 33, no. 12, pp. 3509--3525. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cja.2020.09.018

[18] Туранов Р.А., Пыхалов А.А. Анализ работы конструкции соединения типа "ухо--вилка" с применением метода конечных элементов и решением контактной задачи теории упругости. Труды МАИ, 2019, № 104. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=102119

[19] Levanger H. Simulating ductile fracture in steel using the finite element method: comparison of two models for describing local instability due to ductile fracture. Master of Science Thesis. Oslo, Faculty of Mathematics and Natural Sciences University, 2012.

[20] Журавлев А.А. Исследования коэффициента, учитывающего угол приложения нагрузки для расчета проушин типа ухо--вилка. Гагаринские чтения--2023. Сб. тез. докл. XLIX Междунар. молодеж. науч. конф. М., Перо, 2023, с. 35. EDN: JIBAOQ

[21] Абрамов Я.С., Серебрянский С.А. Влияние конструктивно-силовой схемы и материала агрегата на обеспечение прочности при условии минимума массы. Авиация и космонавтика. Тез. 22-й Междунар. конф. М., Перо, 2023, с. 6. EDN: LJWQCZ