数字摄影测量技术在飞机结构瞬间变形监测中的研究
发布时间：2022-01-06 18:13
飞机是现代社会的重要交通工具之一,其主要结构为合金材料。由于飞机在交通运输过程中的特殊性,飞机在飞行过程中飞行姿态的多样性,所承受荷载的复杂性,使飞机结构时刻处于变形状态。结构的变形量是否在弹性安全允许范围之内,不仅关系到飞机结构本身的稳定性,更关系到人民的生命安全和国家的财产安全,因此及时获得飞机结构的变形信息,对飞机结构进行瞬间动态形变监测是非常有必要的。常规的监测方法只能进行静态的单点监测,以高精度测量机器人为主要监测设备建立的自动监测系统只适用于局部变形监测;物理传感器测量需要与飞机结构直接接触,且监测范围只能是局部变形信息;三维激光扫描技术静态监测时精度较高,但在进行瞬间动态变形监测时其敏感度稍差,不能同时抓拍结构整体的瞬间变形信息;各类传感器技术需要将传感器与飞机结构直接接触,接触测量对于环境影响补偿技术、传感器的封装技术、安装要求都比较严格,对飞机健康状态监测的成本投入也比较高,同时难以在整体结构监测中实施。如何在不影响飞机正常工作的情况下,较低的经济成本内,完成对飞机整体结构的瞬间动态变形监测是本论文要解决的主要问题。本论文以非量测数码相机为数据采集设备对被监测结构进行...
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文主要技术路线图
山东建筑大学硕士学位论文-7-第2章飞机的主要结构及受力分析本文通过对飞机结构以及发动机工作过程中所承受的荷载进行分析，通过飞机结构所受荷载及动力方式的不同，飞机结构所呈现出不同的变形结果，同时非接触式摄影测量不会影响飞机结构的正常工作状态。2.1飞机的主要结构一般情况下飞机由机体、起落装置、动力装置、飞机系统以及电子系统构成[36]。机体：机翼、机身、尾翼等是机体的主要构成部分。机翼、尾翼、起落装置、动力装置通过机身连接成一架完整的飞机。飞机的俯仰状态是通过尾翼来控制的，通过操纵尾翼进而达到保持飞行中俯仰平衡的目的。飞机的升力主要有机翼上下表面的压力差来提供，机翼具有保证飞行时的可操纵性和横侧稳定性的功能。动力装置：动力装置是为飞行提供动力的设备。综合各种因素，民航飞机的动力装置一般安装在机翼下腹。起落装置：起落装置是指飞机的起落架。起落装置承受着飞机起飞和着陆时的所有荷载以及因加速或减速带来的超重荷载。飞机系统：飞机系统包括座舱环境控制系统、操纵系统、燃油供给系统、液压气压系统等。电子设备：电子设备包括仪表系统、通讯导航系统、电气系统、航向姿态系统等。图2.1飞机结构图
山东建筑大学硕士学位论文-9-图2.2机翼结构图为了改变航行姿态，需要通过操纵杆操纵翼梢后缘的副翼，使左右两翼间产生升力差形成横侧操纵力矩，最终达到横滚机动或者转弯的目的[39]。机翼翼展尺寸的1/6至1/5为副翼的翼展；前缘襟翼和后缘襟翼可以绕轴偏转，起飞时襟翼开度较小，这样操作是为了增加升力，以最短的滑行距离加速起飞；飞机降落时，襟翼开度放在较大的位置，目的是增加升力和阻力，以低速度着陆，减少飞机在跑道上的滑行时间。蒙皮的作用是形成流线型的外表面，使飞机具有更好的空气动力特性。为减小机翼在飞行过程中的变形还应提高蒙皮材料的横向弯曲刚度；翼梁承担着将荷载由蒙皮传递到其它结构，并起到支撑飞机蒙皮和椽条的作用，而椽条是承受弯矩引起的压拉力的主要结构。2.3飞机受力分析2.3.1飞机整体受力分析飞机发动机启动前飞机处于相对静止状态，受到的外力主要有自身重力和地面对飞机的反作用力，这是一对相互平衡力；飞行时，其主要受力有：发动机推力P、阻力X、机体自身重力G、升力Y。为简化计算，设以上受力均通过飞机重心，平衡条件为：Y=G，P=X。飞机受力如图2.3所示：图2.3飞机的受力分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于数字测量技术的桥梁监测及预警系统[J]. 于承新,张国建,赵永谦,刘晓东,丁新华,赵同龙. 山东大学学报(工学版). 2020(01)
[2]三维激光扫描测量技术在变形监测中的应用[J]. 陈伟. 地理空间信息. 2019(07)
[3]基于稀疏解组合优化的广义重心坐标[J]. 彭丰富,方明. 图学学报. 2019(01)
[4]飞机短舱吊挂结构状态监测系统软硬件集成化设计[J]. 孙剑,高丽敏,邱雷,范澎澎. 航空维修与工程. 2018(11)
[5]隧道近景影像特征点提取方法分析[J]. 吴开岩,张献州,吴战广,罗保林,杨宏,邱颖新,董振川. 测绘地理信息. 2018(05)
[6]数码相机检校方法及精度评定[J]. 李胜才,李禺,李旭. 水电站设计. 2018(03)
[7]2006-2015年间中国民航事故及事故征候的统计分析[J]. 罗渝川,韩新营,罗晓利. 中国民航飞行学院学报. 2018(03)
[8]基于三维激光扫描技术的宝塔变形监测方法[J]. 苏涛. 北京测绘. 2018(01)
[9]Review of single-camera stereo-digital image correlation techniques for full-field 3D shape and deformation measurement[J]. PAN Bing,YU LiPing,ZHANG QianBing. Science China（Technological Sciences）. 2018(01)
[10]数字近景摄影测量在监测节制闸动态变形中的应用[J]. 张国建,于承新,郭广礼. 山东大学学报(工学版). 2017(06)
博士论文
[1]基于预应力混凝土桥梁挠度测量的损伤因素分离方法研究[D]. 曾思毅.广州大学 2016
[2]密集储分一体货架系统稳定性及变形监测研究[D]. 赵永谦.山东大学 2016
硕士论文
[1]基于光纤光栅传感网络的变形监测研究[D]. 张钰珏.南京航空航天大学 2016
[2]数字近景摄影测量技术在砌体结构地震动变形监测中的应用研究[D]. 刘苏.山东建筑大学 2010
[3]主动近景摄影测量的研究与应用[D]. 吴纯洁.长安大学 2005
本文编号：3572933
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文主要技术路线图
山东建筑大学硕士学位论文-7-第2章飞机的主要结构及受力分析本文通过对飞机结构以及发动机工作过程中所承受的荷载进行分析，通过飞机结构所受荷载及动力方式的不同，飞机结构所呈现出不同的变形结果，同时非接触式摄影测量不会影响飞机结构的正常工作状态。2.1飞机的主要结构一般情况下飞机由机体、起落装置、动力装置、飞机系统以及电子系统构成[36]。机体：机翼、机身、尾翼等是机体的主要构成部分。机翼、尾翼、起落装置、动力装置通过机身连接成一架完整的飞机。飞机的俯仰状态是通过尾翼来控制的，通过操纵尾翼进而达到保持飞行中俯仰平衡的目的。飞机的升力主要有机翼上下表面的压力差来提供，机翼具有保证飞行时的可操纵性和横侧稳定性的功能。动力装置：动力装置是为飞行提供动力的设备。综合各种因素，民航飞机的动力装置一般安装在机翼下腹。起落装置：起落装置是指飞机的起落架。起落装置承受着飞机起飞和着陆时的所有荷载以及因加速或减速带来的超重荷载。飞机系统：飞机系统包括座舱环境控制系统、操纵系统、燃油供给系统、液压气压系统等。电子设备：电子设备包括仪表系统、通讯导航系统、电气系统、航向姿态系统等。图2.1飞机结构图
山东建筑大学硕士学位论文-9-图2.2机翼结构图为了改变航行姿态，需要通过操纵杆操纵翼梢后缘的副翼，使左右两翼间产生升力差形成横侧操纵力矩，最终达到横滚机动或者转弯的目的[39]。机翼翼展尺寸的1/6至1/5为副翼的翼展；前缘襟翼和后缘襟翼可以绕轴偏转，起飞时襟翼开度较小，这样操作是为了增加升力，以最短的滑行距离加速起飞；飞机降落时，襟翼开度放在较大的位置，目的是增加升力和阻力，以低速度着陆，减少飞机在跑道上的滑行时间。蒙皮的作用是形成流线型的外表面，使飞机具有更好的空气动力特性。为减小机翼在飞行过程中的变形还应提高蒙皮材料的横向弯曲刚度；翼梁承担着将荷载由蒙皮传递到其它结构，并起到支撑飞机蒙皮和椽条的作用，而椽条是承受弯矩引起的压拉力的主要结构。2.3飞机受力分析2.3.1飞机整体受力分析飞机发动机启动前飞机处于相对静止状态，受到的外力主要有自身重力和地面对飞机的反作用力，这是一对相互平衡力；飞行时，其主要受力有：发动机推力P、阻力X、机体自身重力G、升力Y。为简化计算，设以上受力均通过飞机重心，平衡条件为：Y=G，P=X。飞机受力如图2.3所示：图2.3飞机的受力分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于数字测量技术的桥梁监测及预警系统[J]. 于承新,张国建,赵永谦,刘晓东,丁新华,赵同龙. 山东大学学报(工学版). 2020(01)
[2]三维激光扫描测量技术在变形监测中的应用[J]. 陈伟. 地理空间信息. 2019(07)
[3]基于稀疏解组合优化的广义重心坐标[J]. 彭丰富,方明. 图学学报. 2019(01)
[4]飞机短舱吊挂结构状态监测系统软硬件集成化设计[J]. 孙剑,高丽敏,邱雷,范澎澎. 航空维修与工程. 2018(11)
[5]隧道近景影像特征点提取方法分析[J]. 吴开岩,张献州,吴战广,罗保林,杨宏,邱颖新,董振川. 测绘地理信息. 2018(05)
[6]数码相机检校方法及精度评定[J]. 李胜才,李禺,李旭. 水电站设计. 2018(03)
[7]2006-2015年间中国民航事故及事故征候的统计分析[J]. 罗渝川,韩新营,罗晓利. 中国民航飞行学院学报. 2018(03)
[8]基于三维激光扫描技术的宝塔变形监测方法[J]. 苏涛. 北京测绘. 2018(01)
[9]Review of single-camera stereo-digital image correlation techniques for full-field 3D shape and deformation measurement[J]. PAN Bing,YU LiPing,ZHANG QianBing. Science China（Technological Sciences）. 2018(01)
[10]数字近景摄影测量在监测节制闸动态变形中的应用[J]. 张国建,于承新,郭广礼. 山东大学学报(工学版). 2017(06)
博士论文
[1]基于预应力混凝土桥梁挠度测量的损伤因素分离方法研究[D]. 曾思毅.广州大学 2016
[2]密集储分一体货架系统稳定性及变形监测研究[D]. 赵永谦.山东大学 2016
硕士论文
[1]基于光纤光栅传感网络的变形监测研究[D]. 张钰珏.南京航空航天大学 2016
[2]数字近景摄影测量技术在砌体结构地震动变形监测中的应用研究[D]. 刘苏.山东建筑大学 2010
[3]主动近景摄影测量的研究与应用[D]. 吴纯洁.长安大学 2005
本文编号：3572933
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