對于飛行器來說,減少結構的質量,就意味著有效載荷、飛行速度和飛行距離的增加,其重要性不言而喻,因此,使結構重量最輕,一直都是飛行器結構設計所追求的目標之一。導彈級間段是多級導彈子級與子級之間的連接部件,然而,傳統(tǒng)的級間段結構往往不能十分有效的減輕級間段重量,因此,亟需新的解決方案。最近的研究結果表明,多孔玻璃海綿是一種典型的多孔輕質結構,具有良好的機械性能,因而本文選擇多孔玻璃海綿作為仿生模板,針對某飛行器級間段進行優(yōu)化設計,為飛行器上網格結構設計提供新思路、新方法。本文以多孔玻璃海綿的胞元結構I型為設計要素,以輕量化為主要目標,確定胞元結構對應的中心角度共有五種,并設計成五種仿生網格結構I。使用ANSYS workbench軟件對五種結構進行分析,與傳統(tǒng)正置正交網格結構進行綜合對比,發(fā)現(xiàn)五種仿生網格結構I都能在不影響結構靜力學性能的基礎上達到輕質的目的。本文選取一種仿生網格結構I,分析縱向和斜向肋條對結構強度、剛度及屈曲性能的作用大小,將分析結果作為設計依據,進而優(yōu)化仿生網格結構I的肋條布局,得到仿生網格結構II。因屈曲穩(wěn)定性能對網格結構的重要性,研究了仿生網格II在不同結構型式下的... 

【文章頁數】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內級間段研究概況
    1.3 國外級間段研究概況
    1.4 多孔玻璃海綿研究概況
    1.5 課題來源、研究目標和內容
        1.5.1 課題來源
        1.5.2 研究目標
        1.5.3 研究內容
第二章 級間段仿生網格結構設計及力學性能分析
    2.1 導彈與級間段概述
        2.1.1 火箭與導彈
        2.1.2 最小質量原則
    2.2 仿生網格結構設計
        2.2.1 傳統(tǒng)級間段結構
        2.2.2 仿玻璃海綿單胞結構
        2.2.3 仿玻璃海綿級間段中心角
        2.2.4 仿玻璃海綿網格構型設計
    2.3 有限元分析法概述
    2.4 正置網格結構有限元分析
    2.5 仿生網格結構Ⅰ有限元分析
        2.5.1 強度仿真結果與分析
        2.5.2 剛度仿真結果與分析
        2.5.3 屈曲穩(wěn)定性仿真結果與分析
    2.6 本章小結
第三章 仿生結構構型優(yōu)化
    3.1 仿生網格結構I縱向肋條質量效率分析
        3.1.1 強度及質量效率分析
        3.1.2 剛度及質量效率分析
        3.1.3 屈曲穩(wěn)定性及質量效率分析
    3.2 仿生網格結構Ⅰ斜向肋條質量效率分析
        3.2.1 強度及質量效率分析
        3.2.2 剛度及質量效率分析
        3.2.3 屈曲穩(wěn)定性及質量效率分析
    3.3 仿生結構構型優(yōu)化
    3.4 仿生網格結構性能比較
    3.5 本章總結
第四章 仿生網格Ⅱ的屈曲行為及性能分析
    4.1 不同螺旋角的仿生網格的屈曲行為
        4.1.1 不同螺旋角的屈曲失效模式
        4.1.2 不同螺旋角的強度分析
        4.1.3 不同螺旋角的剛度分析
        4.1.4 不同螺旋角時結構的屈曲穩(wěn)定性分析
    4.2 不同中心角度的仿生網格的屈曲行為
        4.2.1 不同中心角度的屈曲失效模式
        4.2.2 不同中心角度的強度分析
        4.2.3 不同中心角度的剛度分析
        4.2.4 不同中心角度的屈曲穩(wěn)定性分析
    4.3 本章總結
第五章 級間段優(yōu)化設計及性能分析
    5.1 仿生級間段設計
        5.1.1 仿生級間段結構設計
        5.1.2 開口區(qū)加強筋設計
    5.2 結構優(yōu)化概述
        5.2.1 結構優(yōu)化設計方法概述
        5.2.2 結構優(yōu)化設計的數學模型
    5.3 仿生級間段優(yōu)化設計
        5.3.1 仿生級間段的數學模型
        5.3.2 設計變量
        5.3.3 目標函數與約束條件
        5.3.4 響應面優(yōu)化結果
    5.4 兩種結構型式的級間段力學性能對比
        5.4.1 對比級間段的力學性能
        5.4.2 仿生級間段的力學性能
    5.5 本章總結
第六章 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 前景與展望
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文
附錄



本文編號：3664866