本文關(guān)鍵詞：超輕復(fù)合材料機(jī)翼模型結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：樹脂基復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、抗疲勞、耐腐蝕等優(yōu)異的性能,是理想的航空材料,在飛機(jī)上的應(yīng)用比例逐年增高。機(jī)翼是飛機(jī)最為重要的部件之一,主要作用有：為飛行提供,保證飛行性能和機(jī)動(dòng)性,保證橫向穩(wěn)定性和操縱性。機(jī)翼應(yīng)用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)是提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)效率,改善飛機(jī)氣動(dòng)性能、飛行品質(zhì)、控制特性的重要技術(shù)途徑之一。 本文以一種大展弦比超輕復(fù)合材料機(jī)翼為研究對(duì)象,對(duì)機(jī)翼結(jié)構(gòu)的內(nèi)部骨架以及蒙皮結(jié)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先建立了機(jī)翼模型的3D有限元分析模型,基于Optistruct軟件中的拓?fù)鋬?yōu)化模塊,對(duì)機(jī)翼模型主要受載區(qū)域的內(nèi)部空間進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析,得到了內(nèi)部梁架結(jié)構(gòu)的位置信息。在此基礎(chǔ)上分析了該機(jī)翼模型各個(gè)承力構(gòu)建的彎曲剛度之比,根據(jù)“剛度分配法”確定了機(jī)翼模型上載荷分配情況；在第三部分結(jié)合復(fù)合材料優(yōu)越的可設(shè)計(jì)性,結(jié)合OptiStruct軟件對(duì)機(jī)翼蒙皮結(jié)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,經(jīng)過自由尺寸優(yōu)化、層組尺寸優(yōu)化、鋪層順序優(yōu)化三個(gè)優(yōu)化過程后,蒙皮結(jié)構(gòu)剛度性能得到了提高同時(shí)質(zhì)量得到了減輕；結(jié)合之前所得到的的優(yōu)化方案,對(duì)機(jī)翼模型進(jìn)行了實(shí)物制作,并進(jìn)行了試驗(yàn),得到了機(jī)翼模型優(yōu)化方案的剛度性能數(shù)值。本文將復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與有限元分析相結(jié)合,同時(shí)采用了多種結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,對(duì)復(fù)合材料在飛機(jī)機(jī)翼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及制造具有一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：超輕復(fù)合材料機(jī)翼模型 骨架 蒙皮 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：V214.8;TB33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 課題研究背景8
• 1.2 先進(jìn)復(fù)合材料在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用情況8-12
• 1.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論及其應(yīng)用現(xiàn)狀12-14
• 1.4 超輕復(fù)合材料機(jī)翼模型14-15
• 1.5 本文主要工作15-17
• 2 機(jī)翼模型內(nèi)部骨架布局設(shè)計(jì)17-40
• 2.1 機(jī)翼骨架結(jié)構(gòu)基本設(shè)計(jì)17-23
• 2.1.1 機(jī)翼骨架節(jié)基本構(gòu)成17-19
• 2.1.2 機(jī)翼結(jié)構(gòu)類型19-20
• 2.1.3 骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則20-21
• 2.1.4 機(jī)翼模型骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21-23
• 2.2 拓?fù)鋬?yōu)化理論及發(fā)展現(xiàn)狀23-29
• 2.2.1 離散體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化24-25
• 2.2.2 連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化25-26
• 2.2.3 基于變密度法的拓?fù)鋬?yōu)化方法26-29
• 2.3 OptiStruct軟件介紹29-32
• 2.4 基于拓?fù)鋬?yōu)化理論機(jī)翼骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-37
• 2.4.1 模型及邊界條件建立32-33
• 2.4.2 優(yōu)化過程33-35
• 2.4.3 基于優(yōu)化結(jié)果骨架設(shè)計(jì)35-37
• 2.5 設(shè)計(jì)方案比較37-39
• 2.6 本章小結(jié)39-40
• 3 機(jī)翼模型蒙皮結(jié)構(gòu)優(yōu)化40-64
• 3.1 層合板基本假設(shè)和剛度理論40-45
• 3.1.1 層合板基本假設(shè)40
• 3.1.2 層合板剛度理論40-45
• 3.2 層合板結(jié)構(gòu)優(yōu)化方向及研究現(xiàn)狀45-51
• 3.2.1 力學(xué)準(zhǔn)則法46
• 3.2.2 數(shù)學(xué)規(guī)劃法46-51
• 3.3 機(jī)翼模型承力系統(tǒng)載荷分配分析51-53
• 3.4 超輕機(jī)翼模型的蒙皮層合板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)53-63
• 3.4.1 優(yōu)化過程介紹53-55
• 3.4.2 有限元模型建立55-58
• 3.4.3 優(yōu)化過程及結(jié)果58-63
• 3.5 本章小結(jié)63-64
• 4 機(jī)翼模型制備及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證64-85
• 4.1 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件制備工藝64-66
• 4.1.1 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制備工藝分類64-65
• 4.1.2 低壓接觸成型工藝65-66
• 4.2 機(jī)翼模型制備過程66-74
• 4.2.1 準(zhǔn)備階段66-70
• 4.2.2 制作階段70-73
• 4.2.3 修整校驗(yàn)階段73-74
• 4.3 三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)74-76
• 4.3.1 三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)74-76
• 4.4 復(fù)合材料機(jī)翼模型加載實(shí)驗(yàn)76-84
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)說明76-77
• 4.4.2 試驗(yàn)器材準(zhǔn)備77-79
• 4.4.3 應(yīng)變測(cè)試實(shí)驗(yàn)方案79-81
• 4.4.4 試驗(yàn)結(jié)果81-83
• 4.4.5 結(jié)果分析83-84
• 4.4.6 改進(jìn)84
• 4.5 本文小結(jié)84-85
• 5. 結(jié)論與展望85-87
• 5.1 結(jié)論85
• 5.2 展望85-87
• 參考文獻(xiàn)87-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況90-91
• 致謝91-92

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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  本文關(guān)鍵詞：超輕復(fù)合材料機(jī)翼模型結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：327910