小型长航时无人机结构初步设计及强度分析

发布时间：2021-05-23 12:01

　　作为一种新型的无人飞行器,小型长航时无人机具有续航时间长、操作方便、起降灵活、载荷配置多样、携带和运输方便等诸多优点,成为国内外无人机领域研究的热点。本文开展了小型长航时无人机结构初步设计及其强度与刚度的分析研究,主要内容如下:（1）在小型长航时无人机结构初步设计方面。本文先后开展了无人机结构材料的选择,结构布局形式的确定,结构的传力分析,机身、机翼、尾撑和尾翼的初步设计及主要结构分离面的连接设计;针对小型长航时无人机载荷配置多样化、机体结构通用性高的特点,本文提出了一种可重构的机体结构模块化设计方法;针对小型长航时无人机对快速拆装和便捷使用的要求,本文提出了无工具拆装的结构分离面连接设计方法,同时也实现了结构和电气一体化的共形连接;本文所设计的小型长航时无人机结构具有结构重量轻、模块化程度高、操作使用便捷等特点。（2）在无人机结构有限元分析方面。本文先后开展了复合材料有限元法的理论研究,机翼、尾撑和尾翼结构的有限元分析和结构优化,整机结构强度与刚度的校核;针对小型长航时无人机结构轻量化的设计要求,本文重点开展了机翼蒙皮和翼梁的铺层设计与结构尺寸优化,尾撑杆的铺层设计和截面尺寸优化;优... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 国内外在该方向的研究现状
        1.2.1 国内外小型长航时无人机研究现状
        1.2.2 国内外小型无人机机体结构研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 无人机总体结构初步设计
    2.1 小型长航时无人机布局形式及设计参数
    2.2 无人机结构设计方案
        2.2.1 结构材料的选择
        2.2.2 结构布局形式的确定
        2.2.3 结构传力路线的分析
        2.2.4 结构的模块化设计
    2.3 机体结构初步设计
        2.3.1 机翼结构初步设计
        2.3.2 尾翼和尾撑结构初步设计
        2.3.3 机身结构初步设计
    2.4 连接方式初步设计
        2.4.1 外翼与中翼连接初步设计
        2.4.2 中翼与机身连接初步设计
        2.4.3 尾撑杆与中翼连接初步设计
        2.4.4 尾撑杆各部分连接设计
        2.4.5 其它部分连接设计
    2.5 本章小结
第3章 机体结构有限元分析及结构优化
    3.1 复合材料及有限元法理论基础
        3.1.1 复合材料层合板的宏观力学特性
        3.1.2 复合材料结构有限元法简介
        3.1.3 复合材料铺层设计准则
    3.2 外翼结构有限元分析及结构优化
        3.2.1 外翼结构有限元分析
        3.2.2 外翼结构优化设计
    3.3 尾撑与尾翼结构有限元分析及结构优化
        3.3.1 尾撑杆和尾翼结构有限元分析
        3.3.2 尾撑杆结构优化设计
    3.4 无人机总体结构有限元分析
        3.4.1 结构模型的简化
        3.4.2 载荷的施加
        3.4.3 边界条件的设定
        3.4.4 机身结构的铺层设计
        3.4.5 整机结构的刚度、强度分析
    3.5 本章小结
第4章 起落架结构设计及强度分析
    4.1 引言
    4.2 起落架设计方案研究
    4.3 滑橇式起落架结构设计
        4.3.1 左右滑橇、弓形梁相对位置的确定
        4.3.2 左右滑橇、弓形梁主要尺寸的确定
        4.3.3 弓形梁截面尺寸的设计
    4.4 起落架强度分析及优化
        4.4.1 铺层设计
        4.4.2 弓形梁截面尺寸优化
        4.4.3 弓形梁结构材料优化
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]复合材料无人机滑撬式起落架设计与优化[J]. 胡松,祖磊,李书欣,刘萌,谢丽婷.  玻璃钢/复合材料. 2018(03)
[3]复合材料在无人机上的应用与展望[J]. 袁立群,单杭英,杨忠清,樊芃.  玻璃纤维. 2017(06)
[4]复合材料结构铺层细节设计探讨[J]. 成强.  科技创新与应用. 2013(27)
[5]无人机结构复合材料应用进展[J]. 程文礼,邱启艳,赵彬.  航空制造技术. 2012(18)
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[7]美国空军未来40年无人机系统发展规划[J]. 宫朝霞,胡冬冬.  飞航导弹. 2011(01)
[8]某型燃料电池无人机结构设计[J]. 许震宇,李斌.  玻璃钢/复合材料. 2010(06)
[9]ANSYS在航空复合材料数字化设计与制造工艺中的应用[J]. 孟志华.  航空制造技术. 2006(01)
[10]复合材料层合板稳定性的铺层优化设计[J]. 修英姝,崔德刚.  工程力学. 2005(06)

硕士论文
[1]混杂复合材料低速冲击力学性能实验研究[D]. 史宝会.天津工业大学 2016
[2]蜂窝夹层结构复合材料的性能研究[D]. 赵景丽.西北工业大学 2002



本文编号：3202485