基于压电泵驱动变后缘弯度机翼结构设计

发布时间：2017-11-24 08:06

  本文关键词：基于压电泵驱动变后缘弯度机翼结构设计

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【摘要】：航空技术的迅猛发展使人们对飞行器性能提出了更高要求,而传统的飞机布局方式越来越难以满足这种使飞行器保持更好气动性能及更好飞行状态的要求。因此,近年来国内外相关研究学者及专家对具有结构自适应自调节的新概念飞行器进行了初步探索研究。这种新概念飞行器,又叫变体飞行器,能够根据不同的飞行任务及环境,通过改变自身结构外形来达到飞行性能最优。连续可变后缘飞行器是一种中尺度、变翼型变体飞行器,可有效提高飞行器机动性能及巡航性能。同时,其对驱动其变形的驱动器提出了新的要求。传统的液压驱动已难以满足体积小、重量轻、能量密度大等要求,随着近年来智能材料的快速发展,为此问题提供了解决思路。以压电材料等智能材料为动力输出元件,已被各国研究者研制出不同性能及用途的驱动器。其独特的优点使其在航空航天、精准医疗、精密器械及机器人等方面具备广阔的应用前景。高压叠堆压电封装陶瓷材料具有的高能量密度、大输出力、响应快速等特点,同时液压传动具有可无级调速、传动可靠等优点。本文通过结合两者的优点,应用叠堆压电材料研制驱动器,并构建液压驱动系统,驱动机翼后缘结构连续变弯度。首先,本文对叠堆压电泵的工作原理进行了相关论述,根据准静态理论对叠堆压电驱动器的输出性能进行了理论分析,对驱动器的结构进行了详细设计,并对其最终输出性能进行了全面测试,详尽分析了驱动电压幅值、电压频率及预充压对输出性能的影响。结果表明,电压幅值对输出流量及压强差均存在明显影响,而电压频率主要影响叠堆压电泵的输出流量。其次,根据所需要求,对机翼结构进行了系统完整的设计,根据翼型设计了后缘连续变弯度形式,采用上蒙皮承载的方式,同时完成了驱动机构的设计,运用液压推杆通过连杆结构驱动后缘变形,完成了对机翼结构的空气动力学分析及刚强度校核。最后,应用ADAMS软件对机翼后缘结构模型变形进行了初步的柔性仿真分析,得到了液压推杆运动速度与后缘结构变形过程中角动量之间的关系,为后续进行相关柔性动力学仿真分析提供参考,完成了后缘结构变形测试。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V224
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本文编号：1221547