可變后掠機(jī)翼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和力學(xué)分析.pdf

1、可變形飛行器的研究已經(jīng)成為當(dāng)今航空事業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)內(nèi)容,常見(jiàn)的變形方式主要有前后緣的變形、機(jī)翼的折疊、機(jī)翼的扭轉(zhuǎn)和機(jī)翼后掠角的改變。其中,可變后掠機(jī)翼的變形屬于大變形變體飛行器的研究。對(duì)于可變形機(jī)翼結(jié)構(gòu)中驅(qū)動(dòng)器的位置和數(shù)目的優(yōu)化非常重要。優(yōu)化驅(qū)動(dòng)器的位置可以使的變形機(jī)翼更好的被驅(qū)動(dòng),提高驅(qū)動(dòng)器的利用率,減少能量的損耗。本文的另一部分內(nèi)容重點(diǎn)研究了可變后掠機(jī)翼在不同狀態(tài)下的氣動(dòng)特性,可以更好的認(rèn)識(shí)和了解可變后掠機(jī)翼變形前后的優(yōu)缺點(diǎn)。

2、　　變形單元中驅(qū)動(dòng)器的位置優(yōu)化,可以使得驅(qū)動(dòng)器在較小的驅(qū)動(dòng)力下實(shí)現(xiàn)變形結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng),提高驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)效率。采用Matlab優(yōu)化工具箱中的fmincon函數(shù)對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解。利用準(zhǔn)靜態(tài)的分析方法,基于虛功原理來(lái)建立單元結(jié)構(gòu)變形過(guò)程中的能量方程。該方程中包括了所需要優(yōu)化的驅(qū)動(dòng)器位置參數(shù)Z1,驅(qū)動(dòng)器在單元中的另一個(gè)位置Z2通過(guò)余弦定理來(lái)計(jì)算。
　　對(duì)于多單元變形結(jié)構(gòu)中驅(qū)動(dòng)器數(shù)目的選擇和其布置方案,采用靜力學(xué)分析來(lái)實(shí)現(xiàn)。利用有限元軟件Ab

3、aqus/CAE對(duì)多單元變形結(jié)構(gòu)中驅(qū)動(dòng)器不同的布置方案進(jìn)行靜力學(xué)分析,施加驅(qū)動(dòng)器所在平面內(nèi)的氣動(dòng)載荷。輸出該變形結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力值和出現(xiàn)最大應(yīng)力的位置,同時(shí)也輸出翼端的最大變形量。由分析結(jié)果中,得出多單元變形結(jié)構(gòu)中強(qiáng)度和剛度兩方面都比較好的驅(qū)動(dòng)器布置方案。
　　本文對(duì)變形結(jié)構(gòu)的不同狀態(tài),在不同迎角和不同馬赫數(shù)下進(jìn)行了全面的分析。利用CFD軟件FLUENT對(duì)變形結(jié)構(gòu)在整個(gè)變形過(guò)程中的不同條件下進(jìn)行了數(shù)值模擬,得出了其每種狀態(tài)下的氣動(dòng)規(guī)