起落架是飞机起飞、着陆,停放和滑跑过程中的重要支撑装置,在飞机中占据非常重要的位置。扭力臂作为飞机起落架中缓冲、减震的关键部件,直接关系到飞机的安全性、平稳性和舒适度。为了深入研究飞机起落架扭力臂的动态工作特性,提升起落架的缓冲、减震效果,以某型简单支柱式飞机主起落架扭力臂为研究对象,开展运动学、动力学、静力学的仿真分析与优化设计方面的研究。建立了该型飞机起落架扭力臂的机构模型,分析了扭力臂的着陆载荷特点,通过受力分析,计算出简单支柱式飞机在两点水平着陆机尾下沉着陆时,扭力臂所受到的扭矩载荷值为7000N.m。基于CATIA三维数字化建模软件平台,采用该型飞机简单支柱式主起落架扭力臂的真实数据,建立了起落架扭力臂三维数字化模型。导入多体系统动力学ADAMS软件中,对各构件的运动学和动力学特性进行分析,得出了各构件运动位移、速度、加速度,动能的运动特征曲线和关键运动副的受力特性曲线,检验了各构件之间的干涉关系,验证了各构件运动和动力传递的合理性。将在CATIA软件中建立的起落架扭力臂三维模型导入ANSYS Workbench中,仿照实际工作载荷对扭力臂进行静力学仿真分析,通过扭力臂各零件的变形、应力,应变的仿真数据分析可知:下扭力臂与下销轴接触部位的变形最大1.8mm;上、下扭力臂与销轴接触部位的应力最大506MPa;从下扭力臂到上扭力臂之间的应力依次增大,而变形量依次衰减;上、下扭力臂腹板部位的应力富余较多。根据前述仿真分析结果对扭力臂进行结构优化,以腹板厚度为优化设计变量,以扭力臂总重量和尺寸最小为优化目标,用优化后的扭力臂参数重新修整模型,重复前述仿真过程,对比仿真结果发现:扭力臂各构件运动特征和受力特性趋于规律和稳定;各构件中应力最大区域面积减小;中轴应力集中部位最大应力值减小39%;扭力臂总重量减少33%;扭力臂的刚度、强度和稳定性均满足某型飞机起落架通用技术要求。