高空長航時飛機(jī)因其優(yōu)越的飛行性能受到廣泛關(guān)注,該類飛機(jī)普遍具有大展弦比機(jī)翼,其幾何非線性特征明顯。在飛行過程中受到突風(fēng)所產(chǎn)生的附加過載,帶來較大的動態(tài)結(jié)構(gòu)載荷,不僅縮短機(jī)體的疲勞壽命,也影響飛機(jī)的操縱性。利用氣動彈性剪裁技術(shù)進(jìn)行突風(fēng)載荷減緩設(shè)計逐漸成為該類飛機(jī)研制的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文首先以大展弦比機(jī)翼為研究對象建立其結(jié)構(gòu)有限元模型。采用偶極子網(wǎng)格法獲得非定常氣動力,通過模態(tài)及顫振分析,研究了各階模態(tài)對機(jī)翼結(jié)構(gòu)氣彈動穩(wěn)定性的影響。結(jié)合突風(fēng)響應(yīng)計算方法,針對離散突風(fēng)與連續(xù)突風(fēng)建立數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行氣動彈性動響應(yīng)分析,得出兩種場模型影響下的機(jī)翼突風(fēng)載荷�？紤]幾何非線性效應(yīng),利用DMAP語言對NASTRAN軟件進(jìn)行二次開發(fā),求解機(jī)翼在自重和指定飛行條件下的靜氣動彈性變形以及靜平衡位置處的模態(tài),并用該模態(tài)進(jìn)行氣動彈性動穩(wěn)定性及離散突風(fēng)響應(yīng)分析。討論了幾何非線性因素對機(jī)翼動穩(wěn)定性與動響應(yīng)的影響�；诙鄬W(xué)科優(yōu)化設(shè)計平臺ISIGHT,對NASTRAN與C++程序進(jìn)行集成,以突風(fēng)載荷翼根最大彎矩作為優(yōu)化目標(biāo),以顫振臨界速度為約束條件,以復(fù)合材料蒙皮鋪層角度為設(shè)計變量進(jìn)行氣動彈性剪裁優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明,利用復(fù)... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

描述氣動彈性力三角形圖

（c）“翼龍”無人機(jī) （d）“綠色先鋒”太陽能無人機(jī)圖 1. 2 各類大展弦比無人機(jī)根據(jù)使用要求，高空長航時飛行器需要較大升阻比，因此大展弦比布局形式經(jīng)常在該設(shè)計中使用。這種設(shè)計布局的優(yōu)異特點就是具備較高的升力線斜率，產(chǎn)生較低的誘導(dǎo)于增大航程和儲備燃油。為追求更高的氣動效率達(dá)到增加航程的目的，這類飛行器多了展弦比大于 15 的機(jī)翼，如美國的“全球鷹”無人機(jī)展弦比達(dá)到 25。為減小誘導(dǎo)阻燃油，近年來一些大型商用運(yùn)輸機(jī)和民用飛機(jī)的機(jī)翼展弦比也逐漸變大，如圖 1.3。但

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文。它表現(xiàn)形式一個連續(xù)不衰減的自激振蕩現(xiàn)象，而且此時振動幅會劇烈變大，進(jìn)而導(dǎo)致在較短時間內(nèi)機(jī)翼或尾翼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)災(zāi)難題和顫振主要區(qū)別在于動響應(yīng)是一種受迫振動，比如駕駛員操縱來的附加氣動力導(dǎo)致振動現(xiàn)象，飛機(jī)遭遇突風(fēng)出現(xiàn)動力響應(yīng)問題

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于CFD/CSD耦合的結(jié)構(gòu)幾何非線性靜氣動彈性數(shù)值方法研究[J]. 聶雪媛,黃程德,楊國偉.  振動與沖擊. 2016(08)
[2]基于多島遺傳算法的連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化[J]. 牟淑志,杜春江,牟福元,張玉.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2009(10)
[3]大展弦比機(jī)翼的非線性氣彈響應(yīng)分析[J]. 冉玉國,劉會,張金梅,韓景龍.  空氣動力學(xué)學(xué)報. 2009(04)
[4]大展弦比柔性復(fù)合材料機(jī)翼的氣動彈性剪裁[J]. 劉湘寧,向錦武.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2006(12)
[5]大展弦比復(fù)合材料機(jī)翼的非線性顫振分析[J]. 劉湘寧,向錦武.  航空學(xué)報. 2006(02)
[6]大展弦比復(fù)合材料機(jī)翼氣動彈性優(yōu)化[J]. 萬志強(qiáng),楊超.  復(fù)合材料學(xué)報. 2005(03)
[7]大展弦比復(fù)合材料機(jī)翼結(jié)構(gòu)建模與氣動彈性分析(英文)[J]. 趙永輝,胡海巖.  Chinese Journal of Aeronautics. 2005(01)
[8]大展弦比柔性機(jī)翼的氣動彈性分析[J]. 謝長川,吳志剛,楊超.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2003(12)

博士論文
[1]機(jī)翼非線性顫振和抖振特性研究[D]. 牟讓科.西北工業(yè)大學(xué) 2003

碩士論文
[1]大展弦比機(jī)翼非線性氣動彈性分析[D]. 許成.南京航空航天大學(xué) 2014
[2]飛行器復(fù)合材料結(jié)構(gòu)彈性剛度剪裁優(yōu)化設(shè)計技術(shù)研究[D]. 張桂江.西北工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號：3422317