風(fēng)洞試驗(yàn)腹撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及有限元分析.pdf

1、風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)備的研制具有重要國(guó)防戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到試驗(yàn)?zāi)M的真實(shí)程度。隨著科技的不斷發(fā)展，對(duì)飛行器試驗(yàn)?zāi)M的精度不斷提高，我國(guó)也開始了對(duì)8×6m風(fēng)洞進(jìn)行了研究，以克服過去2.4m風(fēng)洞存在的近場(chǎng)干擾。在此背景下，本文對(duì)8×6m風(fēng)洞用大迎角支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行了機(jī)器人建模、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、基于ANSYS的有限元分析和偏航系統(tǒng)的建模及仿真。這種試驗(yàn)設(shè)備的研制，對(duì)于飛行器模擬真實(shí)程度的提高有重要意義。
　　在對(duì)常用的風(fēng)洞支撐形式進(jìn)

2、行分析比較后，本文選用了腹撐結(jié)構(gòu)，該支撐方式的主要特點(diǎn)有:模型支撐方式多樣,可滿足常規(guī)和大量特種模型支撐和姿態(tài)變化需要；系統(tǒng)剛性強(qiáng),模型支撐牢固,變形?。粰C(jī)構(gòu)運(yùn)行靈活,模型姿態(tài)變化定位精確。動(dòng)力機(jī)構(gòu)選擇液壓驅(qū)動(dòng)，充分發(fā)揮了液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。
　　通過對(duì)風(fēng)洞腹撐結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求進(jìn)行分析，特別是大迎角的要求，完成腹撐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù) D-H參數(shù)法建立了模型的坐標(biāo)系并計(jì)算出了各個(gè)坐標(biāo)系間的旋轉(zhuǎn)變換矩陣。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的

3、分析。對(duì)各個(gè)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行了分析計(jì)算，對(duì)操作空間進(jìn)行分析驗(yàn)算，確定了合理的四自由度串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
　　研制具有良好力學(xué)特性的大迎角機(jī)構(gòu),是解決先進(jìn)、高機(jī)動(dòng)飛行器武器大迎角氣動(dòng)力問題的關(guān)鍵技術(shù)之一。在8×6m風(fēng)洞大迎角機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)用ANSYS有限元軟件,對(duì)其強(qiáng)度、剛度和動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了有限元分析和優(yōu)化，獲得了大迎角機(jī)構(gòu)在最大氣動(dòng)力載荷作用下的結(jié)構(gòu)應(yīng)力和變形,以及自由振動(dòng)時(shí)的模態(tài)頻率和模態(tài)振型。計(jì)算結(jié)果表明:大迎角機(jī)構(gòu)本