飞行器折叠翼设计及其运动动态性能分析与试验研究

发布时间：2017-10-23 04:20

  本文关键词：飞行器折叠翼设计及其运动动态性能分析与试验研究

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【摘要】：采用筒式发射的飞行器,弹翼发射前折叠,发射后瞬间快速展开。当飞行器发射离筒后,翼面即在展开力作用下自动展开复位并锁定。本文以飞行器折叠翼为研究对象,对其各部件的组成及其功能原理进行研究,提出折叠翼设计方案,建立飞行器折叠翼三维模型,进行运动特性仿真与强度分析,通过地面展开试验和静力试验,验证折叠翼结构设计的合理性。本文在分析国内外折叠翼现状的基础上,提出了一种以扭簧为驱动动力源的飞行器折叠翼设计新方案,并对翼面的折叠方式、展开机构和锁紧机构结构进行研究,对锁紧机构螺杆的强度及弹簧结构分别进行了计算和详细设计,对扭簧的结构进行了设计,对展开时间进行了计算。最终完成了飞行器折叠翼的PRO/E三维建模,为后续的运动特性仿真与强度分析提供了条件。基于ADAMS虚拟仿真软件,建立了折叠翼的虚拟样机并进行运动特性仿真分析,得到了折叠翼的角速度和展开时间等主要性能参数及转轴和锁销的载荷曲线。利用ABAQUS建立有限元分析模型,模拟折叠翼最大受力位置结构,通过应力场和位移场,分析了折叠翼的结构强度,为后续的试验提供理论依据。建立了飞行器折叠翼展开过程验证试验系统,开展地面展开试验,得到了折叠翼的展开时间和加速度;建立了飞行器折叠翼静力试验系统,得到了飞行器折叠翼在使用载荷和设计载荷作用下的应力分布、位移量和最大承载能力。
【关键词】：飞行器折叠翼 结构设计 动力学仿真 静力学分析 工程试验
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V224
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-11
• 第1章 绪论11-22
• 1.1 课题背景11-12
• 1.2 国内外研究现状12-19
• 1.2.1 国外折叠翼的使用现状12-14
• 1.2.2 国内折叠翼的使用现状14-15
• 1.2.3 折叠翼的性能研究现状15-18
• 1.2.4 折叠翼的工程试验研究现状18-19
• 1.3 本文的主要研究内容19-22
• 第2章 飞行器折叠翼的结构设计22-40
• 2.1 引言22
• 2.2 折叠翼折叠方式及选型22-28
• 2.2.1 潜入式22-23
• 2.2.2 卷叠式23-24
• 2.2.3 纵向折叠式24
• 2.2.4 伸缩式24-25
• 2.2.5 横向折叠式25-26
• 2.2.6 折叠翼折叠方式选型26-28
• 2.3 折叠翼方案设计28-31
• 2.3.1 折叠翼功能要求28
• 2.3.2 折叠翼设计技术要求28-29
• 2.3.3 折叠翼设计方案29-31
• 2.4 折叠翼结构的设计要求31-32
• 2.5 折叠翼的结构设计32-39
• 2.5.1 翼面及连接轴的结构设计33-34
• 2.5.2 折叠翼展开机构的结构设计34
• 2.5.3 折叠翼锁紧机构的结构设计34-39
• 2.6 本章小结39-40
• 第3章 扭簧的设计及展开时间的计算40-49
• 3.1 引言40
• 3.2 扭簧的设计40-45
• 3.2.1 扭簧的结构设计40-41
• 3.2.2 扭簧的簧片扭转变形理论研究41-43
• 3.2.3 扭簧扭矩的计算43-44
• 3.2.4 扭簧的强度设计44-45
• 3.3 展开机构展开时间的计算45-48
• 3.3.1 展开机构展开过程受力分析45
• 3.3.2 翼面的转动惯量45-47
• 3.3.3 展开时间的计算47-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第4章 折叠翼的运动动态性能仿真分析49-58
• 4.1 引言49
• 4.2 PRO/E-ADAMS仿真软件简介49-50
• 4.3 折叠翼组成及展开过程分析50-51
• 4.4 折叠翼系统动力学建模51-57
• 4.4.1 多刚体动力学模型51-52
• 4.4.2 特殊力元模型52-54
• 4.4.3 折叠翼系统多体动力学方程54-55
• 4.4.4 仿真结果及其分析55-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第5章 折叠翼的有限元分析与强度校核58-67
• 5.1 引言58
• 5.2 ABAQUS软件简介58-59
• 5.3 折叠翼仿真建模59-66
• 5.3.1 单元选取及网格划分61-62
• 5.3.2 连接和约束62
• 5.3.3 载荷62-64
• 5.3.4 计算结果分析64-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第6章 飞行器折叠翼的工程试验67-81
• 6.1 引言67
• 6.2 飞行器折叠翼地面展开试验67-73
• 6.2.1 试验测试设备67-68
• 6.2.2 试验内容与方法68-69
• 6.2.3 试验结果与分析69-73
• 6.3 折叠翼静力试验73-80
• 6.3.1 静力试验工作原理73-74
• 6.3.2 静力试验系统要求74-76
• 6.3.3 试验内容与方法76-78
• 6.3.4 试验结果与分析78-80
• 6.4 本章小结80-81
• 第7章 全文总结及展望81-83
• 7.1 结论81-82
• 7.2 展望82-83
• 参考文献83-89
• 附录 攻读学位期间发表的学术论文89-90
• 致谢90

【参考文献】

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1 郑e，

本文编号：1081579