高空長航時飛機因其優(yōu)越的飛行性能受到廣泛關注,該類飛機普遍具有大展弦比機翼,其幾何非線性特征明顯。在飛行過程中受到突風所產(chǎn)生的附加過載,帶來較大的動態(tài)結(jié)構(gòu)載荷,不僅縮短機體的疲勞壽命,也影響飛機的操縱性。利用氣動彈性剪裁技術進行突風載荷減緩設計逐漸成為該類飛機研制的關鍵技術之一。本文首先以大展弦比機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)對機翼結(jié)構(gòu)氣彈動穩(wěn)定性的影響。結(jié)合突風響應計算方法,針對離散突風與連續(xù)突風建立數(shù)學模型并進行氣動彈性動響應分析,得出兩種場模型影響下的機翼突風載荷。考慮幾何非線性效應,利用DMAP語言對NASTRAN軟件進行二次開發(fā),求解機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)進行氣動彈性動穩(wěn)定性及離散突風響應分析。討論了幾何非線性因素對機翼動穩(wěn)定性與動響應的影響�；诙鄬W科優(yōu)化設計平臺ISIGHT,對NASTRAN與C++程序進行集成,以突風載荷翼根最大彎矩作為優(yōu)化目標,以顫振臨界速度為約束條件,以復合材料蒙皮鋪層角度為設計變量進行氣動彈性剪裁優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明,利用復... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

描述氣動彈性力三角形圖

（c）“翼龍”無人機 （d）“綠色先鋒”太陽能無人機圖 1. 2 各類大展弦比無人機根據(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)常在該設計中使用。這種設計布局的優(yōu)異特點就是具備較高的升力線斜率，產(chǎn)生較低的誘導于增大航程和儲備燃油。為追求更高的氣動效率達到增加航程的目的，這類飛行器多了展弦比大于 15 的機翼，如美國的“全球鷹”無人機展弦比達到 25。為減小誘導阻燃油，近年來一些大型商用運輸機和民用飛機的機翼展弦比也逐漸變大，如圖 1.3。但

南京航空航天大學碩士學位論文。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，進而導致在較短時間內(nèi)機翼或尾翼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)災難題和顫振主要區(qū)別在于動響應是一種受迫振動，比如駕駛員操縱來的附加氣動力導致振動現(xiàn)象，飛機遭遇突風出現(xiàn)動力響應問題

【參考文獻】：
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)拓撲優(yōu)化[J]. 牟淑志,杜春江,牟福元,張玉.  機械科學與技術. 2009(10)
[3]大展弦比機翼的非線性氣彈響應分析[J]. 冉玉國,劉會,張金梅,韓景龍.  空氣動力學學報. 2009(04)
[4]大展弦比柔性復合材料機翼的氣動彈性剪裁[J]. 劉湘寧,向錦武.  北京航空航天大學學報. 2006(12)
[5]大展弦比復合材料機翼的非線性顫振分析[J]. 劉湘寧,向錦武.  航空學報. 2006(02)
[6]大展弦比復合材料機翼氣動彈性優(yōu)化[J]. 萬志強,楊超.  復合材料學報. 2005(03)
[7]大展弦比復合材料機翼結(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.  北京航空航天大學學報. 2003(12)

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

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



本文編號：3422317