大展弦比复合材料机翼动力学分析

针对结构非线性对大展弦比机翼动力学特性影响很大的问题,使用MSC Patran和MSC Nastran软件进行有限元建模及分析,将大展弦比机翼建成薄壁盒型梁模型．研究大变形对机翼动力学特性的影响,比较复合材料盒型梁模型和金属盒型梁模型的计算结果,并讨论复合材料铺层顺序的改变对机翼动力学特性的影响．研究表明：复合材料机翼的各阶固有频率明显高于铝合金机翼;铺层顺序会影响复合材料机翼的固有频率．     

机翼气动结构耦合数值分析方法

针对机翼的静气动弹性问题,为准确预测其气动特性,研究一种实用有效的气动结构耦合仿真方法.以客机机翼设计为例,通过机翼的静气动弹性问题分析和机翼的气动结构耦合分析流程的分解,建立参数化、自动化、模块化的气动结构耦合仿真分析平台.该平台的流程包括基于全速势方程的气动分析、基于MSC Nastran的结构仿真、应用MATLAB的载荷到结构模型的传递、结构变形向气动外形的映射等环节.算例表明该方法能较好地解决机翼的静气动弹性分析问题.     

变体飞机典型状态横航向动特性及控制研究

在变体飞机横航向动态稳定性控制的研究中,变前掠翼布局因存在固有的气动弹性发散和变体过程强气动耦合以及力学环境的诸多不确定因素,使本身的动态特性相当复杂.因强调隐身设计成飞翼布局,使稳定性下降,起飞、着陆性能变差,操纵和控制难度增大.针对上述独特变体结构,为成功解决变前掠翼布局飞行器的动态稳定性不足的问题,采用小扰动理论建立了三角翼状态无人机的横航向动力学特性模型,给出了动特性分析原理;设计了四个独立的升降副翼舵面代替常规操纵面;进而进行了仿真研究.仿真结果表明,无人机横航向是接近中立稳定或不稳定的;最后采用鲁棒特征结构配置的参数化方法,设计了横航向的控制律,仿真结果表明,上述控制律能够使系统快速达到期望的动态特性和稳定性要求,从而验证了上述方法的有效性且结果可信.可为变体飞机的动力学分析和飞行控制系统设计提供有益参考.     

三维散斑相关法在机翼变形动态测量中的应用

针对机翼变形中应变检测的常规方法和传统方法存在的不足,以及飞行过程中的动态性和实时性要求,对基于三维散斑相关的机翼变形动态测量方法进行了研究.首先,由数字散斑相关和双目立体视觉的基本理论出发介绍了机翼动态三维变形测量方法;然后,针对散斑图像特点,分别从实时性、匹配基元、匹配准则、算法结构几方面进行分析研究,设计出适合于散斑图像特点的区域立体匹配算法;最后,构建出系统布局,并通过实际制作机翼模型进行验证.经分析,实验数据能较好地反映机翼变形过程中的三维应变状态.进而验证了该方案及算法的可行性.     

带静不平衡约束的正交矩形布局问题的启发式模拟退火算法*

以卫星舱布局为背景,研究一类带静不平衡约束的正交矩形布局问题.借鉴拟物策略,定义矩形与矩形、矩形与圆形容器之间的嵌入度计算公式,将该问题转变为无约束的优化问题.通过将启发式格局更新策略、基于梯度法的局部搜索机制与具有全局优化功能的模拟退火算法相结合,提出一种求解带静不平衡约束的正交矩形布局问题的启发式模拟退火算法.算法中的启发式格局更新策略产生新格局和跳坑,梯度法搜索新格局附近能量更低的格局.另外,在布局优化过程中,通过在挤压弹性势能的基础上增加静不平衡量惩罚项,并采用质心平移的方法,使布局系统的静不平衡量达到约束要求.实验表明,文中算法是一种解决带静不平衡约束的正交矩形布局问题的有效算法.     

压阻式加速度计双端固支梁结构的设计与分析

介绍一种压阻式加速度计双端固支梁的结构,并建立其三维实体有限元模型。分析了在惯性载荷作用下的弹性梁的应力及应变,并对弹性结构进行了模态分析。讨论影响灵敏度、固有频率等主要指标的因素,用有限元方法进行分析、模拟,以达到优化设计的目的。     

斜拉桥中拉索对桥面动力特性的影响

将斜拉桥的拉索和桥面抽象为带弹性支承的压弯弹性梁模型,并根据轴向受力梁的弯曲振动方程和哈密尔顿原理,建立了考虑拉索索力影响的单梁多索索梁结构-梁的动力学控制方程,应用传递矩阵法进行求解,并编制了求解程序.通过算例对影响桥面动力学特性的索的刚度、张拉力和桥面裂纹等因素进行了数值分析.分析结果表明,在斜拉桥的施工阶段,随着梁的长度的改变,梁的刚度讯速下降,由于索对梁的支承作用使结构的刚度有一定的提高,而索的拉力对桥面作用的压力越来越大,轴向压力使结构的刚度降低越来越明显,另一方面轴向压力对桥面裂纹引起的刚度降低有一定的抑制作用.由此,在桥梁的建设中应重视索力对桥面动力特性的影响.     

MSC Nastran优化功能在结构强度设计中的应用

对某型飞机机翼主梁,以MSC Patran、 MSC Nastran为基本工具,对其结构进行优化设计. 优化后的结构重量、梁缘条面积、梁腹板厚度满足工程实际要求;通过有限元分析,翼尖扰度也满足变形要求.     

变截面Z型折叠机翼振动特性的有限元与实验分析

Z型变截面折叠机翼作为一种可变体机翼结构,不同的折叠角对机翼稳定性有着重要的影响,因此研究不同折叠角度下的特性参数对机翼动态稳定性有着重要的意义.本文首先设计加工了Z型变截面可折叠机翼结构的实验模型,通过建立与实验模型相匹配的有限元模型,仿真得到不同折叠角度下机翼的前5阶固有频率和振型,针对不同折叠角度下机翼的固有特性,通过扫频实验得到机翼前5阶固有频率和模态振型,以及横向外激励作用下三段翼的频响曲线,对比分析有限元仿真与实验结果,验证结果的可靠性,这将对机翼结构设计以及特性参数的选取提供参考依据.     

变截面Z型折叠机翼振动特性的有限元与实验分析

Z型变截面折叠机翼作为一种可变体机翼结构,不同的折叠角对机翼稳定性有着重要的影响,因此研究不同折叠角度下的特性参数对机翼动态稳定性有着重要的意义.本文首先设计加工了Z型变截面可折叠机翼结构的实验模型,通过建立与实验模型相匹配的有限元模型,仿真得到不同折叠角度下机翼的前5阶固有频率和振型,针对不同折叠角度下机翼的固有特性,通过扫频实验得到机翼前5阶固有频率和模态振型,以及横向外激励作用下三段翼的频响曲线,对比分析有限元仿真与实验结果,验证结果的可靠性,这将对机翼结构设计以及特性参数的选取提供参考依据.