柔性后缘单索传动机构的设计与分析

为满足柔性后缘结构空间的限制条件,设计一种用于驱动柔性后缘变形的单索传动机构.建立基板和单索耦合的非线性微分方程,给出了求解方法和具体算例.分析结果表明:所设计的单索传动机构可以实现后缘结构在0°和20°偏角范围内的任意变形,偏转角和驱动力之间以及偏转角和索位移之间均具有较好的线性关系;索施加在各个限位滑轮上的压力随着后缘偏转角的增加而增大,作用在限位滑轮的最大压力仅为输入力的20%左右.所研究的成果可为柔性后缘的驱动结构设计提供一定的理论依据.     

正火处理对Cu—Al—Be—B合金阻尼性能和断裂特性的影响

采用扫描电镜，X射线衍射分析等手段，研究了正火处理对Cu-Al-Be-B合金组织，相结构及阻尼和力学性能的影响，并原位观察拉伸应力作用下裂纹的萌生和扩展过程。研究结果表明，Cu-Al-Be-B合金具有较高的阻尼性能（S．D．C＝17％－19％），正火处理可抑制α相的析出，并减少γ1的混杂程度，从而进一步提高阻尼能力。各向弹性异性和相变应变差引起的晶界集中应力，导致Cu-Al-Be-B合金在拉伸条件下发生晶间断裂。正火处理不但纯净晶界，形成马氏体共格晶界，而且减小晶内γ1′马氏体和β1′马氏体的混合程度，有利于减少晶界应力集中和可能萌生的晶界裂纹源，从而有效改善合金的塑性和强度。     

形状记忆合金在航空工业中的应用研究进展

形状记忆合金具有高能量密度，作为驱动器使用不会引起重量的显著增加和空间的过度占用，因而在航空航天器的一些结构中具有良好的应用前景。本文对航空工业中使用形状记忆合金作为驱动器，应用于飞机机翼结构、进气道结构和发动机的相关研究进行了总结，并提出形状记忆合金在航空工业中应用的未来研究方向。     

电镦成形过程电热力耦合有限元模拟若干关键技术的处理

电镦成形过程中坯料局部连续地被直接通电加热后变形 ,且变形量非常大。在运用有限元法对成形过程进行电热力耦合数值模拟分析时 ,如何处理电阻热、变形体积的连续增加以及大变形造成网格的畸变等问题 ,是能否获得正确分析结果的关键。作者通过分析坯料变形区域电场的分布 ,采用复合变体积和动态网格划分等方法 ,成功地解决了这些关键技术 ,并将其运用于有限元程序设计中 ,从而获得了满意的分析结果。     

多螺旋桨太阳能无人机俯仰控制方法研究

在太阳能无人机飞行俯仰控制的研究中,为更好地满足太阳能无人机长航时的飞行要求,提出一种采用由多螺旋桨差动推力产生俯仰力矩从而达到俯仰控制效果的新型控制方法。太阳能无人机机翼的柔性结构特点造成飞行过程中螺旋桨产生纵向位移,为多螺旋桨差动控制提供了基础。由于多螺旋桨是过操纵机构,引入加权伪逆方法对多螺旋桨输入冗余进行控制分配,并与传统的升降舵LQR控制方法进行对比分析。仿真结果表明,多螺旋桨差动推力俯仰控制方法能达到良好的控制效果,且比传统升降舵控制更符合太阳能无人机飞行特点和可靠性要求,为太阳能无人机实现无气动舵面飞行控制提供了理论依据。     

柔性变形机翼后缘拓扑优化设计

为了实现机翼表面的自适应变形和结构轻量化,将柔件机构引入到机翼后缘形状变化结构设计中.应用连续体拓扑优化技术,以实际位移与目标位移之间的偏差为目标函数,材料用量为约束,建立SIMP(solid isotropic material with penalization)密度刚度插值模型.采用Matlab编程对柔性机构进行了优化设计,并对不同参数下的优化结果进行了讨论,最后进行机构的仿真分析.研究结果显示该柔性机构能够实现预期的形状变化,证明了方法的正确性,为柔性机翼设计提供理论基础.     

太阳能无人机机翼颤振动力学建模与分析

太阳能无人机作为一种大展弦比轻质飞行器,其机翼的气动弹性效应显著,其中颤振问题尤为关键。此类飞机具有大尺寸和低刚度特点,通过风洞试验研究机翼颤振问题,成本高而且难度大,难以实现,因此仿真计算是分析此类飞机颤振问题的主要手段。针对国内某翼展为40米的太阳能无人机大展弦比机翼,首先对机翼有限元模型进行工程化处理,在此基础上开展结构动力学分析和颤振计算,重点计算了机翼上不同吊舱布置下的颤振速度。经过仿真计算,得到该太阳能无人机机翼颤振速度为26m/s, 满足设计要求,进一步分析表明,可以通过增加发动机连杆的长度、在发动机上增加配重以及改变吊舱在机翼上的展向站位等手段来提高此无人机的颤振速度。     

基于分支分析的机翼摇晃预测与抑制

针对现代战斗机大迎角飞行时的机翼摇晃预测与抑制问题,根据其主要动态特性建立了新的横侧向多自由度模型,通过开环分支分析准确预测了机翼摇晃对应的临界迎角.在此基础上考虑模型不确定性和舵面位置限幅的影响,利用滤波器动态对跟踪误差进行补偿,设计了一种约束滤波自适应反步控制算法,通过采用补偿误差代替跟踪误差进行自适应律设计,确保了输入饱和条件下自适应过程的稳定,并结合闭环分支分析实现了对机翼摇晃运动的有效抑制.六自由度仿真验证了多自由度模型的有效性和控制算法的鲁棒性.     

变体飞行器平滑切换LPV 鲁棒控制

针对一类变体飞行器控制问题, 提出一种平滑切换线性变参数(LPV) 鲁棒控制器设计方法. 建立变体飞行器切换LPV 模型, 设计平滑切换控制器, 其中偶数子系统控制器由相邻两个子系统控制器线性插值得到. 给出保证切换LPV 系统指数稳定且具有一定鲁棒性能的充分条件, 由于考虑了调参变量的渐变特性, 所得切换律没有平均驻留时间的限制. 仿真结果表明, 所提出方法使得飞行器系统既具有良好的稳定性和鲁棒性, 又能实现平滑切换.

     

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.