本文關鍵詞：某無人機機翼的靜強度分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無人機（無人駕駛飛機）,是不載人的由程序控制的飛機。近年來，無人機的作用越來越顯著，得到了很大的發(fā)展。 一般無人機的體積非常小，使用起來比較方便，生產(chǎn)的成本也比較低，和普通飛機相比，這是它的優(yōu)點。在戰(zhàn)爭方面，無人機的作用更是顯著，可以精確打擊目標，干擾敵方設備，零傷亡等等，因此很多國家都重視無人機的研究。毫無疑問，無人機將成為21世紀陸海空天戰(zhàn)爭舞臺上的重要角色。因此，掌握無人機技術，都每個國家都非常重要。 本文首先簡化實際無人機機翼的模型，只研究翼梁，翼肋，蒙皮三個部分，之后選取某一特定工況對本機翼的氣動特性進行分析，得到強度分析所需要的載荷數(shù)據(jù)。然后采用有限元法對整個機翼的強度進行分析；結(jié)合利茲法對復合材料機翼的強度進行分析；最后是優(yōu)化設計。 副翼在流體載荷作用下的強度及副翼轉(zhuǎn)動對流場分布的影響，副翼轉(zhuǎn)動會引起機翼表面流場的變化，從而會引起機翼升力等性能的改變，這就是雙向流固耦合問題。副翼轉(zhuǎn)動屬于瞬態(tài)分析，由ANSYS的Transient structural模塊確定副翼的運動軌跡。流場分析由CFX軟件完成，可以得到機翼升力、阻力的變化，還可以得到副翼轉(zhuǎn)動軸附近的應力應變分布情況。 關于復合材料機翼部分，我們主要分析正交各向異性矩形板在四邊固支條件下的彎曲問題。用雙重Fourier級數(shù)表達彎曲撓度函數(shù)，該函數(shù)須滿足固支邊界條件，用能量法求出正交各向異性板的總勢能。分別截斷級數(shù)的第1項和前4項，代入勢能方程中，利用利茲法和最小勢能原理求出撓度級數(shù)的系數(shù)項，利用應力應變與撓度之間的關系求出板的應力。結(jié)合有限元分析軟件計算板的撓度以及應力，最后將兩者結(jié)果對比分析。分析結(jié)果表明，撓度和應力計算四級近似方程較一級近似方程更精確，，應力計算需取到級數(shù)前四項才可達到所需精度。 對于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計，通過設定一個或多個目標，對翼梁和翼肋的部分尺寸進行優(yōu)化，使結(jié)構(gòu)更加可靠。
【關鍵詞】：無人機 靜強度 流固耦合 正交各向異性 利茲法 有限元解 優(yōu)化設計
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：V279
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-8
• 第一章 緒論8-11
• 1.1 課題研究目的及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容10-11
• 第二章 無人機機翼建模11-15
• 2.1 無人機原型及其性能參數(shù)11-12
• 2.2 翼型數(shù)據(jù)12
• 2.3 機翼結(jié)構(gòu)簡化12
• 2.4 catia 機翼建模12-14
• 2.4.1 caitia 簡介12-13
• 2.4.2 caitia 機翼建模13-14
• 2.5 本章小結(jié)14-15
• 第三章 CFX氣動載荷分析15-35
• 3.1 CFX 簡介15
• 3.2 前處理15-22
• 3.2.1 邊界條件15-16
• 3.2.2 求解器16-18
• 3.2.3 湍流流動的模擬18-21
• 3.2.4 流場網(wǎng)格劃分21-22
• 3.3 后處理22-23
• 3.4 算例驗證23-32
• 3.4.1 算例選取23-24
• 3.4.2 matlab 計算24-32
• 3.5 軟件模擬結(jié)果準確性的實驗驗證32
• 3.6 不同工況下機翼的氣動仿真分析32-34
• 3.7 本章小結(jié)34-35
• 第四章 ANSYS靜強度分析35-56
• 4.1 ANSYS 簡介35
• 4.2 ANSYS Workbench 軟件背景35-36
• 4.3 有限元計算模型的簡化原則36-37
• 4.4 ANSYS 應力分析算例驗證37
• 4.5 機翼強度有限元分析37-54
• 4.5.1 接觸分析38-40
• 4.5.2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分40-43
• 4.5.3 流固耦合43-48
• 4.5.4 雙向流固耦合分析副翼強度48-54
• 4.6 失效準則54-55
• 4.6.1 最大等效應力理論54
• 4.6.2 最大剪切應力理論54-55
• 4.7 本章小結(jié)55-56
• 第五章 復合材料蒙皮靜強度分析56-70
• 5.1 復合材料簡介56-58
• 5.1.1 復合材料的種類56-57
• 5.1.2 復合材料的構(gòu)造及制法57
• 5.1.3 復合材料機翼的結(jié)構(gòu)57-58
• 5.2 利茲法求解正交各向異性矩形板的彎曲58-68
• 5.2.1 一級近似撓度方程59-62
• 5.2.2 四級近似撓度方程62-64
• 5.2.3 ANSYS 有限元法64-66
• 5.2.4 算例與結(jié)論66-68
• 5.3 復合材料蒙皮靜強度分析68-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 第六章 優(yōu)化設計70-76
• 6.1 優(yōu)化設計基礎70-71
• 6.1.1 優(yōu)化設計基本原理70-71
• 6.1.2 優(yōu)化設計的分類71
• 6.2 翼肋翼梁優(yōu)化設計71-75
• 6.3 本章小結(jié)75-76
• 第七章 總結(jié)與展望76-78
• 7.1 總結(jié)76-77
• 7.2 展望77-78
• 參考文獻78-82
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明82-83
• 致謝83-84

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：某無人機機翼的靜強度分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：342361