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题目:充气式机翼结构设计和性能分析

关键词:充气式机翼,气动仿真,有限元,静气动弹性

  摘要

本论文的主要任务是建立充气式机翼的理论研究模型,为充气式机翼的工程应用提供理论基础。论文分析了充气式机翼的成型原理和结构形式,并用matlab建立了结构仿真模型,奠定了充气式机翼结构优化设计的基础;对充气式机翼的气动特性进行了仿真研究,通过对凹凸不平的二维充气式机翼翼型和标准光滑的二维机翼翼型气动性能进行的对比分析可知:在同样的工作条件下,前者的升阻比较小,但充气式机翼翼型的失速迎角远大于后者,并且具有很好的大迎角稳定性,非常符合微小型无人飞行器的需要;对充气式机翼进行了抗弯性能分析,分析采用理论估算与有限元仿真分析相结合的方法,理论估算时将充气式机翼视作悬臂梁,提出适用于充气式机翼的内压估算方法;在充气式机翼的有限元仿真分析中,模拟实际飞行状况,外载荷用气动特性分析所得到的表面压力分布进行加载,以期得到最真实的机翼变形情况;考虑到充气式机翼是一种柔性结构,容易因气动力影响产生变形,对充气式机翼进行了基本的静气动弹性分析,分析采用了有限元软件仿真和试验相结合的方法,得到静气动弹性分析所需的各项特征数据,初步研究了充气式机翼的扭转发散情况和载荷重新分布情况。