大型民用飞机复合材料机翼下壁板结构设计

复合材料在民用飞机主结构上的应用日趋广泛,优秀的疲劳性能和有效的减重对民用飞机的研发设计和运营成本有重要的意义。本文通过壁板和长桁构型设计、固化工艺选择、丢层区设计、铺层优化,检修口开口加强、闪电防护和防腐蚀设计等方面介绍大型民用飞机复合材料机翼下壁板结构设计。     

基于分形理论的人体骨微观结构仿生设计

利用分形理论对人体骨微观结构进行了分形特性描述，根据分形维构造符合人体要求的微孔结构，利用快速成型制造技术，从仿生学的角度提出了一种新的人体骨微观结构三维建模设计方法。     

仿生运动康复机器人结构设计与优化

为了给人体提供运动康复辅助和训练功能,设计了张合型下肢仿生运动康复机器人。通过前、后轮之间的差速,实现机器人鞍座可按照对标健康人体运动过程中髋关节运动轨迹进行运动,并且机械结构可从站姿张合状态调整为坐姿轮椅状态。分析了机械结构的静、动态平衡条件并做了有限元分析,以杆件壁厚值为变量,以所选材料最大许用应力、最大位移为边界条件,以最小质量为目标函数,得到了一款轻量化的张合型仿生运动康复机器人的机械结构。     

基于PATRAN/NASTRAN的复合材料机翼蒙皮优化设计

基于有限元分析软件PATRAN/NA STRAN建立了适用于大型复合材料结构的优化系统。对层压板的优化分2级交替进行:第1级优化采用最大应变能准则调整各分层比例;第2级优化先用射线步调参,再从K uhn-Tucker条件和满应力准则出发推导出满足位移约束和强度约束的单元厚度迭代因子进行单元厚度优化。针对文中的优化方法,以复合材料机翼盒段蒙皮铺层优化为例进行了数值计算,通过优化计算验证了该方法有较高的效率,对工程设计具有一定的应用价值。     

一种基于径向基函数的非结构混合网格变形技术

网格变形技术被广泛运用于气动外形优化设计或气动弹性力学仿真之中。非结构混合网格由于拓扑结构比较复杂,其网格变形的难度较大。本章发展了一套基于径向基函数的非结构混合网格变形技术。其基本原理是运用径向基函数对物面边界网格节点的位移进行插值,然后利用构造出来的径向基函数插值序列将物面的位移效应光滑地分散到整个网格区域的节点上。为了提高网格变形效率,需要在物面位移的径向基函数插值过程中进行数据精简,为此,文中提出了一种基于贪心法逐级选择径向基函数空间子集来实现插值逼近的数据精简算法。选择NACA0012翼型和三维LANN机翼的非结构混合网格的典型变形问题作为数值算例,对该方法的实用性进行了验证。计算结果表明该方法具备较高的计算效率,对大尺度变形问题的适应性很好,变形后计算网格的质量仍然可以得到有效地保证。     

基于压电纤维复合材料变形机翼结构设计和实验研究

为了改善现有机械式变形机翼结构气动效率较低的缺点,以压电纤维复合材料(marco-fiber composite,MFC)为驱动器,碳纤维增强复合材料为承重件,设计了一种可实现机翼后缘连续光滑变形的智能机翼.基于实验通过改变电压大小研究了MFC在直流电载荷下机翼的变形能力,改变交流电及横向激励幅值、频率等参数研究了机翼受气动载荷下的动态特性.结果表明,变形机翼后缘偏转角与驱动电压近似成正比关系,最大偏转角为4.7°,外侧机翼振动幅值均大于内侧机翼,动态稳定性弱于内侧.研究为压电材料驱动变形机翼的结构设计和动态实验研究提供参考.     

带天窗结构微型电动汽车车身结构设计分析

随着电动汽车市场的快速发展,微型电动汽车的代步优势逐步显现。各企业对微型电动汽车市场的争夺日趋激烈,微型电动汽车的设计开发需求也随之上升。受某自主品牌企业委托,对一款带天窗的微型两座电动汽车车身结构的设计进行分析。从轻量化角度出发,利用轻量化材料属性建立模型,对车身模型的弯曲刚度、扭转刚度及模态振型进行分析,验证带天窗结构的轻量化车身是否符合设计要求,分析结果将为此类车型的设计提供参考。     

关于先进复合材料机翼装配方法的研究

随着国内外复合材料技术的发展,复合材料在飞机上的应用越来越多,这就使得复合材料在装配连接方面的要求越来越高。相比于国外的飞机制造工业技术,我国的技术落后很多。主要体现在工业制造技术水平低和装配技术落后两方面。因此,先进复合材料的连接技术和结构装配已经成为我国飞机制造进程中继续突破的一道屏障。     

碳纳米管增强镁基复合材料的性能与微观结构

以纯镁作基体 ,多壁弯曲碳纳米管 (CNTs)作增强体 ,在氩气保护下 ,采用搅拌铸造的方法制成了碳纳米管增强镁基复合材料 ,对其力学性能进行了测试 ,用 TEM和 EDS方法对碳纳米管涂覆层的界面结构和成分进行分析 ,探讨CNTs与纯镁的复合机理及作用机制。试验结果表明 :CNTs的加入量不高时 ,CNTs对镁基材料具有较好的增强效果 ,复合材料抗拉强度和延伸率可同时得以提高 ,且经过涂覆处理的 CNTs的增强效果更明显。复合材料的抗拉强度比基体最高可提高 15 0 % ,延伸率比基体最高可提高 30 %。     

基于N-S方程的弹性机翼载荷分析方法研究

以N-S方程为控制方程计算机翼气动力，考虑机翼的结构弹性的影响，采用结构影响系数法建立结构平衡方程计算弹性变形，两个方程相互迭代耦合求解，计算弹性飞机飞行中的真实载荷，并在已知弹性机翼飞行时总载荷的情况下，确定结构弹性在飞行中对载荷的贡献。     

聚合物基复合材料检查井盖结构的有限元优化设计

利用有限元ANSYS分析软件对聚合物复合材料检查井盖进行结构优化设计,阐述了井盖重要参数：盖板厚度、加强筋高度变化对其力学性能的影响,通过数值优化实现了井盖力学性能与井盖用料的平衡,对复合材料井盖设计规范的修正具有一定的参考价值。     

基于Fourier正交基神经网络响应面法的结构可靠性分析

将Fourier正交基前向神经网络响应面法应用于估计结构失效概率。基于数值逼近原理,以Fourier正交多项式作为隐层神经元的激励函数,利用随机变量输入矩阵的广义逆矩阵形式计算权值,以Fourier正交基响应面代替传统多项式响应面,拟合其极限状态曲面,结合可靠性理论计算其失效概率。通过实例数值分析,证明了本文方法的正确性,同时具有公式简单、易于编程的优点,为解决结构可靠性分析问题提出了一种新方法。     

基于内侧半月板结构设计的仿生假体有限元分析

基于人体内侧半月板结构设计了游离式仿生内侧半月板假体,置换临床中无法修复的半月板.通过三维有限元分析方法,对假体进行了力学分析,验证了其可行性.数据结果显示,与健康半月板相比,半月板假体应力较高,两组模型高应力分布区域均在内侧中后部;所设计的半月板假体与健康半月板具有相似的生物力学性能.数据结果验证了假体的主要优势在于,其不需要额外固定模式,因而避免了因假体固定失效造成的失败.     

浅谈设计中的色彩仿生

介绍了色彩仿生研究的对象和内容。认为应用自然界生物的色彩进行设计,要综合考虑特定设计形式的特点及其所面对的消费者的生理、心理和消费需求的特点。     

浅谈设计中的色彩仿生

介绍了色彩仿生研究的对象和内容。认为应用自然界生物的色彩进行设计,要综合考虑特定设计形式的特点及其所面对的消费者的生理、心理和消费需求的特点。     

基于多节转动机构的变弯度机翼后缘结构设计

变弯度后缘可以使飞机在整个飞行包线内始终保持最佳的气动性能,从而达到减少飞机燃油消耗以及空气污染物排放的最终目的,是新一代民用飞机的重要特征和发展方向之一。为解决大型飞机变弯度后缘高承载与大变形之间的设计矛盾,提出了一种基于多节转动的变弯度机翼后缘结构方案,建立了以实现光滑连续变形为目标的多节转动机构参数化优化方法,完成了多节转动变弯度后缘结构的设计与制备,并搭建地面试验平台对变弯度后缘原理样件的变形功能进行了验证。结果表明,通过所提出的多节转动机构优化方法设计得到的变弯度机翼后缘可以实现光滑连续变形,原理样机实际变形范围为上偏3.9°至下偏12.5°,与设计目标误差为16.7%,为解决大型飞机变弯度结构工程应用问题提供了设计参考。     

简支深梁结构综合离散法的基函数选取与数值分析

对简支深梁结构应用综合离散法计算时,提出了独特的基函数选取方法,并对此结构作了数值计算,与其它有限元法的计算结果十分吻合。     

基于iSIGHT的手机结构轻量化设计

运用有限元理论和有限元分析软件ANSYS,对通用翻盖手机结构进行强度和模态分析;利用集成优化软件iSIGHT,在满足强度和模态的要求下,对手机结构进行轻量化设计.     

简支深梁结构综合离散法的基函数选取与数值分析

对简支深梁结构应用综合离散法计算时，提出了独特的基函数选取方法，并对此结构作了数值计算，与其它有限元法的计算结果十分吻合。