機(jī)翼前后緣柔性機(jī)構(gòu)的應(yīng)用研究已成為飛機(jī)設(shè)計(jì)的熱點(diǎn),與傳統(tǒng)機(jī)翼相比,自適應(yīng)機(jī)翼能夠?qū)崿F(xiàn)前后緣結(jié)構(gòu)的連續(xù)形狀變化,這種機(jī)翼可隨飛行條件的改變自動(dòng)改變機(jī)翼的形狀,進(jìn)而提高飛機(jī)飛行性能。當(dāng)前,對(duì)于機(jī)翼前后緣柔性機(jī)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化研究多以各向同性材料為主。相比于各相同性材料,纖維增強(qiáng)復(fù)合材料因其材料性能優(yōu)越,應(yīng)用廣泛,采用復(fù)合材料設(shè)計(jì)的機(jī)翼前后緣柔性機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)輕量化和工程應(yīng)用等方面將更具有優(yōu)勢(shì)。本文首先對(duì)柔性機(jī)翼的發(fā)展史以及國(guó)內(nèi)外研究概況做了簡(jiǎn)單的介紹。然后重點(diǎn)研究了連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化的原理,分別討論了單相多相材料剛性和柔性結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化插值模型,并建立拓?fù)鋬?yōu)化數(shù)學(xué)模型,詳細(xì)介紹了拓?fù)鋬?yōu)化過(guò)程中存在的一些數(shù)值不穩(wěn)定現(xiàn)象及處理方法。第三,介紹了離散材料優(yōu)化（DMO）法的基本原理,以DMO法為基礎(chǔ),與交替主動(dòng)相變量算法相結(jié)合對(duì)復(fù)合材料剛性和柔性結(jié)構(gòu)進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)。最后以NACA2418標(biāo)準(zhǔn)翼型前緣為研究對(duì)象,基于離散材料優(yōu)化（DMO）法分別對(duì)單相材料和復(fù)合材料機(jī)翼前緣柔性機(jī)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)。將離散材料優(yōu)化（DMO）法與拓?fù)鋬?yōu)化相結(jié)合,設(shè)計(jì)一種機(jī)翼前緣柔性機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)連續(xù)變形,選定機(jī)翼前緣上10個(gè)離散... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

F111機(jī)翼的前后緣結(jié)構(gòu)

圖 1.2 自適應(yīng)柔性機(jī)翼Matthew. G 在 2003 年首次采取基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)法對(duì)機(jī)翼的前后緣柔性機(jī)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化[11],并加工制造了該柔性結(jié)構(gòu),大量的測(cè)試結(jié)果顯示其能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)翼前后緣的連續(xù)變形。Kerr-Jia. Lu 等利指出了一種全新的形狀設(shè)計(jì)柔性機(jī)構(gòu)方案，并應(yīng)用到機(jī)翼前緣柔性機(jī)構(gòu)的研究中[12]。Santer. M 等用加載荷路徑方法拓?fù)鋬?yōu)化機(jī)翼前緣結(jié)構(gòu)，使設(shè)計(jì)區(qū)域的結(jié)構(gòu)不連續(xù)和單元離散嚴(yán)重等現(xiàn)象得到很好地解決[13]。Vasista 等同樣采用載荷路徑方法設(shè)計(jì)了機(jī)翼前后緣柔性前結(jié)構(gòu)[14]，借助于 3D 打印技術(shù)加工制造出了該柔性機(jī)構(gòu)，并進(jìn)行了大量的試驗(yàn)測(cè)試，獲得了在各種風(fēng)速下機(jī)翼前后緣柔性機(jī)構(gòu)變形情況的數(shù)據(jù)，如圖 1.3所示。

圖 1.2 自適應(yīng)柔性機(jī)翼Matthew. G 在 2003 年首次采取基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)法對(duì)機(jī)翼的前后緣柔性機(jī)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化[11],并加工制造了該柔性結(jié)構(gòu),大量的測(cè)試結(jié)果顯示其能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)翼前后緣的連續(xù)變形。Kerr-Jia. Lu 等利指出了一種全新的形狀設(shè)計(jì)柔性機(jī)構(gòu)方案，并應(yīng)用到機(jī)翼前緣柔性機(jī)構(gòu)的研究中[12]。Santer. M 等用加載荷路徑方法拓?fù)鋬?yōu)化機(jī)翼前緣結(jié)構(gòu)，使設(shè)計(jì)區(qū)域的結(jié)構(gòu)不連續(xù)和單元離散嚴(yán)重等現(xiàn)象得到很好地解決[13]。Vasista 等同樣采用載荷路徑方法設(shè)計(jì)了機(jī)翼前后緣柔性前結(jié)構(gòu)[14]，借助于 3D 打印技術(shù)加工制造出了該柔性機(jī)構(gòu)，并進(jìn)行了大量的試驗(yàn)測(cè)試，獲得了在各種風(fēng)速下機(jī)翼前后緣柔性機(jī)構(gòu)變形情況的數(shù)據(jù)，如圖 1.3所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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