本文關鍵詞：直升機槳葉結構參數化幾何建模與剖面特性分析技術研究

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【摘要】：槳葉結構幾何建模是直升機設計中的重要組成部分。長期以來,一直采用從剖面描述到組件工程圖到三維幾何模型的槳葉結構建模流程,然而,這種方法效率低,耗時長。針對這一問題,本文提出參數化方法實現槳葉組件定義,并在此基礎上,對槳葉的自動化幾何建模、結構剖面特性分析、結構優(yōu)化設計進行研究,開發(fā)直升機槳葉結構參數化幾何建模與剖面特性分析軟件系統,從而支持一種新的槳葉結構幾何建模與剖面特性計算方式。本論文有如下研究內容和創(chuàng)新點:(1)著重討論了槳葉接頭填塊、翼型段大梁(文中亦稱大梁)和翼型段后緣條(文中亦稱后緣條)的參數化定義,基于剖面描述的方式,制定了具體的參數化定義方法,能夠完整準確地表達上述組件信息。(2)對于復合材料槳葉復雜的內部結構,通過合理簡化并基于相應的物理意義推導出復合材料槳葉剖面扭轉剛度、揮舞剛度、擺振剛度、線密度等結構特性的解析表達式。這種方式能夠充分利用本文提出的槳葉組件描述方法,實現了組件描述與剖面結構特性分析的無縫集成,通過實例驗證表明該方法可行、有效。(3)研究了基于參數化定義的復合材料槳葉結構優(yōu)化設計方法。以組件定義參數為優(yōu)化變量,以剖面結構特性為優(yōu)化目標,基于i Sight優(yōu)化軟件,實現了某模型槳葉的鋪層結構優(yōu)化。(4)以結構組件參數化定義方法為基礎,綜合應用幾何造型理論及方法,實現了接頭填塊、翼型段大梁及后緣條的自動三維幾何建模。(5)自主研發(fā)了直升機槳葉結構參數化幾何建模與剖面特性分析軟件系統,并利用該軟件系統完成了某模型槳葉結構的參數化定義、幾何建模和剖面結構特性分析。
【關鍵詞】：直升機 槳葉 復合材料 參數化 集成 優(yōu)化
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V275.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 背景與研究意義10
• 1.2 直升機槳葉結構設計內容10-12
• 1.3 槳葉結構設計的發(fā)展歷程12-19
• 1.3.1 直升機槳葉結構型式及描述方法12-15
• 1.3.2 復合材料槳葉組件自動化建模15-16
• 1.3.3 復合材料槳葉結構特性分析16-17
• 1.3.4 槳葉結構優(yōu)化設計17-18
• 1.3.5 研究內容概述及論文組織結構18-19
• 第二章 復合材料槳葉結構組件的參數化定義19-34
• 2.1 引言19
• 2.2 復合材料槳葉的組件結構19-20
• 2.3 復合材料槳葉組件的參數化定義方法20-29
• 2.3.1 接頭填塊20-25
• 2.3.2 翼型段大梁25-27
• 2.3.3 翼型段后緣條27-29
• 2.4 應用與分析29-33
• 2.4.1 實驗條件29
• 2.4.2 槳葉結構設計29-31
• 2.4.3 各組件參數化定義31-33
• 2.5 小結33-34
• 第三章 基于參數化定義的槳葉結構剖面特性分析34-43
• 3.1 引言34
• 3.2 槳葉結構剖面特性研究思路34-35
• 3.3 槳葉剖面特性的數學表達式35-37
• 3.3.1 扭轉剛度35-36
• 3.3.2 質量線密度36
• 3.3.3 抗拉剛度36
• 3.3.4 揮舞剛度和擺振剛度36-37
• 3.4 結構剖面特性分析的幾何參數獲取37-38
• 3.5 槳葉結構剖面特性的程序設計38-39
• 3.6 應用與驗證39-42
• 3.7 小結42-43
• 第四章 基于參數化定義的槳葉結構優(yōu)化43-49
• 4.1 引言43
• 4.2 優(yōu)化設計模型的表達43-46
• 4.2.1 優(yōu)化變量的數學表達43-44
• 4.2.2 約束函數44-45
• 4.2.3 優(yōu)化目標的數學表達45-46
• 4.2.4 優(yōu)化方法的選擇46
• 4.3 優(yōu)化設計的實現46
• 4.4 槳葉結構優(yōu)化設計實驗46-47
• 4.5 小結47-49
• 第五章 槳葉結構的自動化三維幾何建模49-55
• 5.1 引言49
• 5.2 氣動外形約束下的槳葉結構自動化幾何建模49-52
• 5.2.1 組件設計約束輪廓線49-50
• 5.2.2 基于組件設計約束輪廓線構建組件50-52
• 5.3 算法實現及實例驗證52-54
• 5.4 小結54-55
• 第六章 槳葉結構設計系統模塊及其功能55-61
• 6.1 引言55
• 6.2 軟件模塊處理流程及其功能55-56
• 6.3 界面介紹56-60
• 6.4 小結60-61
• 第七章 總結與展望61-63
• 7.1 研究工作總結61
• 7.2 進一步研究方向61-63
• 參考文獻63-66
• 致謝66-67
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的論文67
• 在學期間參與的科研項目67

【參考文獻】

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本文編號：604471