本文關鍵詞：基于參數(shù)化模型的大展弦比機翼顫振特性分析

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【摘要】：當前參數(shù)化設計思想主要用于結構設計，本文將嘗試將參數(shù)化思想用于大展弦比機翼有限元模型的建立。由于大展弦比機翼結構剛度較低，在氣動載荷的作用下，容易產生較大扭轉變形，，進而發(fā)生顫振。本文將對不同后掠角的大展弦比機翼進行顫振分析，以得到后掠角對顫振特性的影響，為工程應用提供一定的參考作用。 選定“捕食者”無人機機翼為原型，將其簡化為包含主要參數(shù)的幾何研究模型。通過在CATIA中建立各主要參數(shù)的函數(shù)關系，使用VB開發(fā)一個界面來實現(xiàn)自動建模，以提高設計效率。 針對顫振分析中有限元分析前處理耗時的特點，提出機翼的結構有限元參數(shù)化建模方法。構建基于有限元快速建模的驅動方法，對幾何網格模型和有限元模型進行參數(shù)化描述，實現(xiàn)有限元模型自動建立和更新，大大提高了速度、精度和建模的標準化程度。 本文對高空、巡航速度為亞音速的大展弦比機翼進行顫振特性分析。首先計算模型的固有頻率，依據偶極子格網法建立升力面平板網格模型，選用梁樣條對升力面單元進行插值，建立氣彈模型。分別對不同馬赫數(shù)和不同后掠角下的顫振速度和顫振頻率進行對比，分析認為馬赫數(shù)的增大會導致顫振速度和顫振頻率的降低，后掠角在大于45°時就必須考慮切線分量的影響，后掠角的增大會提高顫振速度。
【關鍵詞】：大展弦比機翼 參數(shù)化 升力面建模 顫振分析
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V215.34
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 本文研究內容及意義13-14
• 2 非定常氣動力理論及二元機翼的顫振分析14-31
• 2.1 非定常氣動力理論14-15
• 2.1.1 線化理論14
• 2.1.2 非線性理論14-15
• 2.1.3 非定常氣動力近似方法15
• 2.2 非定常氣動力基本方程及其解法15-19
• 2.2.1 基本方程15-18
• 2.2.2 基本方程的基本原理及解法18-19
• 2.3 顫振的基本理論19-21
• 2.3.1 基于非定常氣動力理論的顫振計算19-21
• 2.4 二元機翼的顫振分析21-29
• 2.4.1 力學模型21
• 2.4.2 二元機翼的非定常氣動力計算21-29
• 2.5 影響顫振穩(wěn)定性的參數(shù)29-30
• 2.6 小結30-31
• 3 參數(shù)化建模31-45
• 3.1 機翼的平面參數(shù)及其參數(shù)化31
• 3.2 翼型的生成31-37
• 3.2.1 離散點樣條擬合32-33
• 3.2.2 CST 方法33-37
• 3.3 Catia 的二次開發(fā)37-39
• 3.4 有限元參數(shù)化建模39-42
• 3.4.1 網格幾何模型的參數(shù)化設計40-41
• 3.4.2 幾何網格模型單元生成過程和算法41-42
• 3.4.3 自動生成的幾何網格模型42
• 3.5 有限元模型的生成和描述方法42-43
• 3.5.1 FE 屬性定義43
• 3.5.2 網格自動生成43
• 3.6 小結43-45
• 4 大展弦比機翼的顫振分析45-58
• 4.1 大展弦比機翼顫振分析特點45-47
• 4.2 機翼結構有限元建模47-50
• 4.3 耦合方法及升力面建模50-51
• 4.3.1 氣動模型的建立50-51
• 4.3.2 樣條插值51
• 4.4 顫振分析51-57
• 4.4.1 顫振運動方程52
• 4.4.2 顫振的數(shù)值模擬52-57
• 4.5 小結57-58
• 5 總結與展望58-60
• 參考文獻60-64
• 攻讀碩士期間取得的研究成果64-65
• 致謝65-66

【參考文獻】

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本文編號：1039990