柔性变体机翼机构的构型综合与分析研究

发布时间：2017-08-03 23:30

  本文关键词：柔性变体机翼机构的构型综合与分析研究

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【摘要】：随着航空工业的发展,飞机的飞行速度在不断提高,与此同时,相应的关于飞机的结构设计和刚度的要求也在提高,而就目前的飞机机翼设计来说,基本上都是根据某个特定飞行状态优化机翼的形状,显然,这种设计限制了飞机的性能发挥,而自适应机翼利用偏转操纵面,通过对机翼内部的联动构件的控制,以及对构件的优化,可以实现机翼的连续柔性变形,进而改变机翼形状。这样,就可以使机翼随着外部大气变化、迎角和不同的飞行状况等飞行条件的改变而保证空气动力学性能,具有广阔的发展前景。本文从图论构型理论出发,根据柔性机翼后缘轨迹变化要求,设计了一种单自由度全R副可延展柔性机翼后缘机构。本文利用Adams软件对机构进行了运动学仿真模拟,并利用Matlab软件对该机构进行了运动学建模,并对其关键点的位移、速度、加速度变化进行了分析,两种方法进行方针对比,验证了其运动的合理性;利用Fluent对机构的包括升力系数、阻力系数、升阻比等在内的空气动力学性能进行了分析,验证了其性能相对于传统机翼性能的优越性;采用了拉格朗日法对机构进行动力学建模,并且得到的动力学方程,为以后可能的进一步工作做好了准备,利用Matlab软件Simulink功能模块对系统建模,对机构可完成的偏转角度范围进行了验证;在完成了基本的建模仿真之后,又利用多目标遗传算法在保证机构的轨迹精度的情况下进行了优化设计;最后,利用Matlab软件GUI功能模块对整个系统进行了整合。
【关键词】：图论 柔性机构 运动学 动力学 空气动力学性能 优化设计
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V224
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题来源及研究的背景和意义8-9
• 1.1.1 课题的来源8
• 1.1.2 课题研究的背景和意义8-9
• 1.2 自适应机翼国内外研究现状及分析9-14
• 1.3 构型方法研究现状14-15
• 1.4 论文主要研究内容15-16
• 第2章 机翼后缘机构拓扑综合16-24
• 2.1 引言16
• 2.2 拓扑构型分析16-18
• 2.2.1 图论在机构学应用的发展16-17
• 2.2.2 关联连杆和运动副的合理组成17-18
• 2.3 柔性机翼后缘结构图谱的建立18-23
• 2.3.1 机构创新法和胚图结合18-19
• 2.3.2 拓扑图综合19-20
• 2.3.3 机构简图的综合20-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 机翼后缘机构方案设计与分析24-36
• 3.1 引言24
• 3.2 机构的选定24-26
• 3.3 机构的三维建模与曲线分析26-28
• 3.4 机构的流体动力学分析28-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第4章 机构动力学建模与分析36-49
• 4.1 引言36
• 4.2 角度关系与质心位置的确定36-38
• 4.3 动力学方程建模38-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第5章 机构的优化设计49-61
• 5.1 引言49
• 5.2 杆件的尺度优化49-50
• 5.3 杆件的动力优化50-54
• 5.4 机构的优化54-58
• 5.5 GUI界面58-60
• 5.6 本章小结60-61
• 结论61-62
• 参考文献62-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果65-67
• 致谢67

【参考文献】

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1 李飞;飞机自适应机翼的驱动机构研究[D];南京航空航天大学;2009年

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本文编号：616845