本文關鍵詞：單人飛行器充氣式旋翼的設計與研究

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【摘要】：旋翼是單人飛行器的主要升力部件。旋翼槳葉尺寸較大，會使單人飛行器在地面停放時占用很大的空間。將旋翼進行折疊可有效地控制單人飛行器在運輸和存放中的空間需求。然而現(xiàn)有的旋翼折疊技術存在結構復雜、易磨損和難維護等問題。為解決這些問題，本文在參考國內外研究的基礎上，探索充氣式結構在旋翼折疊方面應用的可能性。論文主要工作如下： （1）對充氣式槳葉進行了初步設計。確定了充氣式槳葉的主要總體參數(shù)和槳葉翼型、平面形狀及攻角，按照充氣式槳葉理論外形，，構建了充氣式槳葉的三維模型。 （2）基于葉素理論對旋翼拉力進行了求解，可得旋翼拉力大于起飛重力，滿足了起飛條件。對同尺寸下的充氣式槳葉和常規(guī)槳葉進行了流場分析，觀察比較了兩種槳葉的氣動特性。 （3）對不同材料下的充氣式槳葉有限元模型進行了非線性靜力學計算，選擇出了適合作為充氣式槳葉的材料。在此基礎上，對不同充氣壓強下的充氣式槳葉抗彎剛度進行了研究。 （4）將預充氣下的充氣式槳葉進行振動特性分析，得到了前10階模態(tài)的頻率及振型。而后對20組不同充氣壓強條件下的充氣式槳葉進行模態(tài)分析，研究前10階模態(tài)隨充氣壓強的變化規(guī)律。結果顯示，充氣式槳葉的前10階模態(tài)受壓強影響很小，各階振型不復雜。
【關鍵詞】：折疊翼 單人飛行器 充氣式槳葉 流固耦合 模態(tài)分析
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V224;V27
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 課題背景及意義8-10
• 1.2 國內、外的研究動態(tài)10-14
• 1.2.1 充氣翼結構在航空航天中的應用10-13
• 1.2.2 充氣翼結構研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 研究內容14-16
• 第二章 充氣式槳葉的初步設計16-29
• 2.1 引言16
• 2.2 直升機和旋翼的主要總體參數(shù)的分析16-20
• 2.2.1 總重16-18
• 2.2.2 旋翼槳葉片數(shù)和槳葉寬度18-19
• 2.2.3 旋翼直徑和實度19
• 2.2.4 單位槳盤載荷19-20
• 2.2.5 旋翼轉速和槳尖速度20
• 2.3 充氣式槳葉外形設計20-23
• 2.4 充氣式槳葉結構成型23-28
• 2.4.1 薄膜理論23-26
• 2.4.2 結構成型26-28
• 2.5 本章小結28-29
• 第三章 充氣式槳葉的氣動分析29-41
• 3.1 引言29
• 3.2 充氣式槳葉葉素理論29-32
• 3.3 充氣式槳葉剖面氣動性能分析32-36
• 3.4 基于三維數(shù)值仿真的氣動特性分析36-40
• 3.5 本章小結40-41
• 第四章 充氣式槳葉的剛度分析41-52
• 4.1 引言41
• 4.2 充氣式槳葉的材料選擇41-42
• 4.3 殼單元和膜單元在充氣槳葉分析上的比較42-46
• 4.3.1 算例 142-45
• 4.3.2 算例 245-46
• 4.4 靜力學分析46-51
• 4.5 本章小結51-52
• 第五章 充氣式槳葉的振動特性分析52-59
• 5.1 引言52
• 5.2 預充氣下的模態(tài)分析52-55
• 5.3 充氣壓強對振動特性的影響55-58
• 5.4 本章小結58-59
• 第六章 結論59-61
• 6.1 工作總結59
• 6.2 存在的不足和工作展望59-61
• 附錄61-78
• 參考文獻78-82
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果82-83
• 致謝83-84

【參考文獻】

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本文編號：686491