本文關(guān)鍵詞：變體機(jī)翼及自適應(yīng)進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制方法研究

  更多相關(guān)文章： 變體機(jī)翼 自適應(yīng)進(jìn)氣道 形狀記憶合金 ARM PWM

【摘要】：隨著航空工業(yè)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)意義上的飛行器已無(wú)法滿足人類在軍用和民用領(lǐng)域的要求,學(xué)者們希望研究出一種新型飛行器,能在不同環(huán)境、不同飛行狀態(tài)下始終保持優(yōu)秀飛行性能,變體機(jī)翼和自適應(yīng)進(jìn)氣道的概念隨之被提出。當(dāng)飛行環(huán)境大范圍變化時(shí),變體機(jī)翼可以根據(jù)飛行條件實(shí)時(shí)改變自身形狀或表面結(jié)構(gòu),以獲得最佳氣動(dòng)性能,同時(shí)自適應(yīng)進(jìn)氣道可以根據(jù)飛行狀態(tài)改變自身形狀,以保證流場(chǎng)均勻穩(wěn)定。形狀記憶合金(SMA)具有功率/重量比大、驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)電壓低、無(wú)污染、無(wú)噪音、高耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),是應(yīng)用最為廣泛的變形驅(qū)動(dòng)材料。本文對(duì)基于SMA驅(qū)動(dòng)的變體機(jī)翼及自適應(yīng)進(jìn)氣道進(jìn)行了研究。首先對(duì)SMA的性能進(jìn)行了分析,獲取了SAM的最大可回復(fù)應(yīng)變和最佳驅(qū)動(dòng)電流,確定了SMA加熱、冷卻和驅(qū)動(dòng)方式。在此基礎(chǔ)上在CATIA軟件和ANSYS軟件中分別對(duì)變體機(jī)翼及自適應(yīng)進(jìn)氣道進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度分析,并完成零部件的加工和裝配。隨后,基于ARM微處理器對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的軟、硬件設(shè)計(jì)。最后對(duì)變體機(jī)翼及自適應(yīng)進(jìn)氣道進(jìn)行了變體實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明機(jī)翼及進(jìn)氣道變形效果良好,證明了所設(shè)計(jì)變體結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的可行性。
【關(guān)鍵詞】：變體機(jī)翼 自適應(yīng)進(jìn)氣道 形狀記憶合金 ARM PWM
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V224;V228.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 研究背景和意義13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-21
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外變體機(jī)翼研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.2 SMA驅(qū)動(dòng)變體機(jī)翼結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀18-21
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容21
• 1.4 本章小結(jié)21-22
• 第二章 SMA理論分析及性能實(shí)驗(yàn)22-26
• 2.1 SMA基本概念及特性22-23
• 2.1.1 形狀記憶效應(yīng)22
• 2.1.2 偽彈性效應(yīng)22-23
• 2.1.3 SMA電阻特性23
• 2.2 SMA加熱冷卻方式選擇23-24
• 2.3 SMA驅(qū)動(dòng)方式選擇24
• 2.4 SMA性能參數(shù)24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 變體機(jī)翼結(jié)構(gòu)及自適應(yīng)進(jìn)氣道驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)26-52
• 3.1 機(jī)翼操縱面布置26
• 3.2 機(jī)翼承力盒段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-28
• 3.3 后緣副翼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-38
• 3.3.1 翼段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-30
• 3.3.2 蒙皮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)30-32
• 3.3.3 驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-35
• 3.3.4 載荷力矩分析35-36
• 3.3.5 關(guān)鍵承力部件強(qiáng)度校核36-38
• 3.4 翼梢小翼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)38-44
• 3.4.1 翼段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)38-40
• 3.4.2 蒙皮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)40-41
• 3.4.3 驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)41-42
• 3.4.4 載荷力矩分析42-43
• 3.4.5 關(guān)鍵承力部件強(qiáng)度校核43-44
• 3.5 進(jìn)氣道驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)44-49
• 3.5.1 剪叉式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)44-47
• 3.5.2 SMA驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)47-49
• 3.6 模型制作與安裝49-50
• 3.6.1 SMA的安裝與絕緣49
• 3.6.2 變體機(jī)翼組裝49-50
• 3.6.3 自適應(yīng)進(jìn)氣道驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組裝50
• 3.7 本章小結(jié)50-52
• 第四章 變體機(jī)翼及自適應(yīng)進(jìn)氣道控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)52-64
• 4.1 控制系統(tǒng)原理52-53
• 4.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)53-58
• 4.2.1 定時(shí)及PWM輸出系統(tǒng)53-54
• 4.2.2 監(jiān)測(cè)顯示系統(tǒng)54-56
• 4.2.3 SMA加熱系統(tǒng)56-58
• 4.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)58-63
• 4.3.1 控制系統(tǒng)軟件程序框架58-60
• 4.3.2 主控制程序60
• 4.3.3 狀態(tài)顯示程序60-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第五章 變體機(jī)翼及自適應(yīng)進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)變體實(shí)驗(yàn)64-68
• 5.1 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備64
• 5.2 變體機(jī)翼及自適應(yīng)進(jìn)氣道變形實(shí)驗(yàn)64-67
• 5.2.1 后緣副翼偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)64-65
• 5.2.2 翼梢小翼偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)65
• 5.2.3 自適應(yīng)進(jìn)氣道驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)變形實(shí)驗(yàn)65-66
• 5.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析66-67
• 5.3 本章小結(jié)67-68
• 第六章 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 工作總結(jié)68
• 6.2 研究工作展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 致謝73

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