Page 306 - 《振动工程学报》2026年第5期

1510 振 动 工 程 学 报 第 39 卷

2.3 运动副及驱动 力的方向始终垂直于舱门外表面。将分散点的数据
进行拟合，最终便能确定各测点区域的集中力随舱
参考舱门实际运动情况，对支臂与旋转作动器、
门开启角度的变化曲线，如图 6 所示。
接头与旋转作动器等部件之间施加旋转副 25 个，在

接头与舱门、支臂与机体之间添加固定副 52 个，如 测点1 测点2 测点3 测点4 测点5
图 3 所示。 4000

2000

集中力 / N 0
−2000
图 3 运动施加副示意图
−4000
Fig. 3 Schematic diagram of applied kinematic pairs
−6000
舱门主要涉及的驱动有 1 个，在液压马达处，通 0 20 40 60 80 100
过液压马达旋转改变旋转作动器角度，进而改变舱 舱门开启角度 / (°)
(a) 测点1~5
门与机体的相对位置，舱门开启角度随时间变化图 (a) Point 1~5
如图 4 所示，将舱门关闭时的开启角定义为 0°，舱门 测点6 测点7 测点8 测点9
8000
在 2 s 内开至 100°。 6000

4000

100 集中力 / N 2000 0
舱门开启角度 / (°) 60 −2000
80
−4000
40
−6000
−8000
20
0 20 40 60 80 100
0 舱门开启角度 / (°)
(b) 测点6~9
0 0.5 1.0 1.5 2.0
(b) Point 6~9
时间 / s

图 6 舱门测点集中力曲线
图 4 舱门开启角度随时间变化曲线
Fig. 6 Concentrated force curves of bay door measurement points
Fig. 4 Time-history curve of door opening angle

集中力为正值表示气动力的方向由舱门外表面
2.4 气动载荷计算与施加 指向舱门内表面，负值则相反。可以看出，气动载荷
飞机在飞行包线范围内执行嵌入式弹舱开启动 对 舱 门 的 作 用 整 体 表 现 为“ 拉 力 ” 。 在 舱 门 开 启
作时，舱门开启角度与气动载荷分布呈现强非线性 50°时 ， 舱 门 区 域 受 到 的 “ 拉 力 ” 最 强 ； 在 舱 门 开 启
耦合特性，基于 CFD 流场仿真的压力梯度分布，将 60°时，舱门区域受到的“吸力”最强。在舱门仿真
嵌入式弹舱舱门划分成 9 个高应力敏感区域，每个 时，应重点考虑这两种相位下，舱门强度是否满足要
区域布置 1 个测压点，根据各区域面积和内外表面 求。测点 2 和 7 的集中力明显高于舱门上的其他测
压强差可以计算出该区域所受气动力的大小，而气 点，可能是舱门区域 8 和 9 之间的空缺所导致，由于
动载荷也就等效成了若干个离散测点处的集中力 [20] ， 测点 2 和 7 距离气流来流处及舱门空缺处较远，气
舱门测点位置分布图如图 5 所示。 流流动速度较低，导致压力值升高。如图 7 所示，空
缺处会有较大扰流，干扰流场分布，导致其附近内外

气流方向
O
Y 压强差相对偏低。
X
1 2 3 4 5 虽然某些测点的集中力具有交变特性，但整体
6 7 8 9
上，气动载荷促进舱门开启。

图 5 舱门测点位置分布示意图
2.5 定义柔性体建立模态中性文件
Fig. 5 Schematic diagram of the distribution of bay door
measurement points
鉴于 LMS Virtual.Lab 的网格处理局限，本研究
在嵌入式弹舱舱门上划分出 9 个面积相同的长 采用 HyperMesh 软件进行关键构件网格划分，利用
方形区域，每个区域的中心分布着一个测点。对仿 其高阶网格处理优势确保模态中性文件的精度。
真及试验结果进行计算和整理后，得到了舱门在整 在 Virtual.Lab Motion 刚 柔 耦 合 建 模 中 ， 首 先 通
个开启过程中作用在各测点处的集中力大小，集中 过 Mechanism Design 模块构建嵌入式弹舱舱门多刚