航空用生成式优化起落架扭力杆结构

该起落架扭力杆作为通用航空飞行器起落架系统的核心传力部件，主要应用于中小型固定翼通用飞机的前起落架与主起落架连接环节，承担着陆滑跑、地面转向过程中起落架支柱与机轮之间的扭矩传递作用，避免机轮在转向、侧滑工况下相对支柱发生非受控偏转，同时缓冲地面不平整带来的交变扭转冲击，保障地面滑行阶段的方向稳定性。从结构功能特性来看，该部件采用生成式设计逻辑完成拓扑优化，在满足扭转刚度、疲劳强度要求的前提下，去除了传统实心锻件结构中不受力的冗余材料区域，通过空间桁架式的筋条布局实现载荷的均匀传递，从模态分析结果可以看出，结构低阶固有频率避开了发动机怠速、地面滑跑的常见激振频率区间，可有效避免运行过程中的共振风险。设计过程中首先明确安装边界约束：一端与起落架减震支柱外筒通过同轴孔位铰接，另一端与轮轴转向摇臂采用法兰面配合，三个安装端点的相对位置严格匹配对应机型起落架的装配尺寸，所有铰接孔的同轴度、端面垂直度公差满足航空级部件装配要求，安装后不会与周边的减震器管路、刹车线、轮舱护板发生运动干涉。外形上采用连续过渡的变截面曲面，没有传统机加工件的尖锐棱角，既降低了应力集中系数，也减少了飞行过程中的气动阻力，筋条的走向完全顺着主扭矩传递路径排布，在最大扭转载荷工况下，应力峰值控制在航空铝合金许用应力范围内，相比传统等截面扭力杆减重幅度超过百分之三十，对于降低飞机整机空重、提升有效载荷有着实际意义。结构的疲劳薄弱区域均做了圆弧过渡强化处理，能够承受数千次起降循环的交变载荷作用，满足通用航空飞行器的使用寿命要求，同时生成式的一体化结构减少了传统分体式扭力杆的连接螺栓、衬套等附属零件，降低了后期维护的拆装工作量与故障点数量。