發(fā)布時(shí)間：2021-04-03 05:36

　　在機(jī)翼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度分析階段,建立機(jī)翼有限元模型是不可或缺的一步。目前常用的模型有“板桿”模型和等效梁（或板）模型,其中“板桿”模型較為復(fù)雜,在機(jī)翼初始設(shè)計(jì)階段以及動(dòng)力學(xué)分析階段尤為繁瑣耗時(shí),而等效有限元模型則需要依賴工程經(jīng)驗(yàn)建立,且精度有限。對(duì)大展弦比機(jī)翼而言,機(jī)翼各部件均為細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件,本文提出利用梁?jiǎn)卧獙?duì)蒙皮、翼梁、長(zhǎng)桁等結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模,而傳統(tǒng)梁?jiǎn)卧@然無(wú)法完成該工作。為此,本文將提出一種基于截面插值的高精度三維空間梁模型,考慮了截面面內(nèi)、面外變形,可用于各種細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的建模與分析。首先引入截面插值函數(shù)——拉格朗日函數(shù)描述截面形狀,以位移向量為未知變量描述截面位移,依據(jù)插值理論構(gòu)造梁?jiǎn)卧灰茍?chǎng);然后基于虛功原理通過(guò)傳統(tǒng)有限元理論推導(dǎo)梁?jiǎn)卧獎(jiǎng)偠染仃嚺c質(zhì)量矩陣,同時(shí)給出復(fù)雜截面結(jié)構(gòu)截面離散方法,并采用MATLAB編制相應(yīng)的前后處理有限元程序。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)實(shí)體梁、薄壁開(kāi)口梁以及薄壁閉口梁等典型算例作算例驗(yàn)證工作,并與傳統(tǒng)梁?jiǎn)卧�、Nastran實(shí)體單元計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比以驗(yàn)證該梁?jiǎn)卧目煽啃院蛢?yōu)勢(shì);最后,利用該梁?jiǎn)卧獙?duì)一長(zhǎng)直機(jī)翼結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元建模與靜、動(dòng)力學(xué)分析,為長(zhǎng)直機(jī)翼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析提供... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：106 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

梁示意圖

相比三維實(shí)體單元、二維板殼單元計(jì)算效率大梁理論，引入如圖 2.1 所示坐標(biāo)系：梁軸向方向方向和 z 坐標(biāo)方向。圖 2.1 梁示意圖的實(shí)體梁理論是 Euler-Bernoulli 梁理論和稱為經(jīng)典梁理論，理論模型圖如 2.2 所示。

圖 2.3 Timoshenko 梁理論模型以下假設(shè)：在變形前垂直于梁中面的橫截面，于變形后的中面，而是有一個(gè)轉(zhuǎn)角，梁位移場(chǎng)111x xy y z xz zu uu u x zu uφ φ== + += x 軸的轉(zhuǎn)角。向位移沿其截面尺寸方向線性分布，因而又被對(duì)剪應(yīng)變進(jìn)行分析可得11xxy zzyz xuyuyγ φγ φ = + = + 對(duì)于給定截面而言，其剪應(yīng)變?yōu)槌Ｖ�。Timoshe梁?jiǎn)栴}時(shí)有著更好的精度，但仍存在諸多缺陷

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]曲型加筋板、殼結(jié)構(gòu)的建模方法與分析研究[D]. 石鵬.北京理工大學(xué) 2015
[3]任意截面空間薄壁梁的有限元模型[D]. 王曉峰.北京交通大學(xué) 2009

碩士論文
[1]復(fù)合材料機(jī)翼等效梁架模型提取方法與動(dòng)力學(xué)特性分析[D]. 曹彧騰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]基于位移變形理論的空間梁模型分析與研究[D]. 周倩南.浙江大學(xué) 2015
[3]直升機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析等效建模方法[D]. 牛金皓.南京航空航天大學(xué) 2013
[4]Timoshenko梁理論的缺陷及其運(yùn)動(dòng)方程的修正[D]. 邊東洋.同濟(jì)大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3116716