● 摘要
大展弦比机翼结构的整体刚度分布对飞机的性能影响显著,是机翼结构的重要设计参数,它主要包括机翼结构的垂直弯曲刚度、水平弯曲刚度以及扭转刚度。 在机翼结构的总体设计中,传统的设计方法是从强度要求出发,先按照设计经验进行结构初步设计,再进行刚度校核,根据校核结果反复修改结构设计以满足刚度设计要求。针对这种通过被动调整结构以满足刚度设计要求的方法,本文提出了一种在总体设计阶段,根据总体设计要求,建立结构刚度分析模型,在结构设计开展之前给出刚度分布曲线以指导结构设计,从而减少迭代修改过程的设计方法。 本文主要针对大展弦比机翼结构的静力变形、固有动力特性和静气动弹性总体设计要求,通过建立机翼结构刚度分析模型,推导满足设计要求的结构刚度分布计算公式,研究结构刚度设计流程和设计方法。在理论分析的基础上,本文利用MATLAB GUI建立了相应的工程仿真分析平台,用于计算满足设计要求的机翼结构垂直、水平弯曲刚度分布以及扭转刚度分布。利用Isight软件并行集成MATLAB软件,进行了多工况条件下的机翼结构刚度分布多目标优化设计,总结了设计流程,并给出了分析算例。 与传统的机翼结构设计方法相比,这种在开展结构设计前就考虑结构刚度特性的设计思想更为科学。利用满足总体设计要求的结构刚度分布曲线来指导结构设计,能够有效地提高机翼结构的设计效率。
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