十公斤级民用复合材料固定翼无人机结构设计与强度分析

发布时间：2021-11-20 00:41

　　本文介绍了复合材料力学的基本原理和有限元法在结构设计分析中的应用。根据微、小型固定翼无人机性能要求,参照《飞机设计手册》和《无人机强度和刚度规范》确定了最大起飞重量为10公斤的民用复合材料固定翼无人机的总体设计参数。根据无人机的基本设计要求及总体性能参数,对无人机结构进行了初步设计。确定了动力系统配置、机体结构布局及各部件的几何尺寸。建立了机翼、机身、平尾、垂尾、翼身连接件、吊舱等结构的三维模型,并进行了全机虚拟装配,审查了结构设计的合理性。选用T-300 3k双向平纹机织物/934环氧树脂作为机翼、机身、平尾、垂尾等结构的材料。采用封闭矩形截面缘条盒式梁结构,提高了机翼结构的性能。采用7075航空铝合金作为翼、身连接件的结构材料。建立了机翼、机身、平尾、垂尾等结构的有限元模型,采用最大应力强度准则,对机体结构的强度、刚度、稳定性进行了校核。对机翼蒙皮的碳纤维铺层结构进行了优化,蒙皮减重121.6克,占机翼初始重量的11.94%。设计、加工了无人机水平尾翼蒙皮和梁缘条的制造模具,采用手工湿法铺贴/真空常温固化工艺对水平尾翼进行了试制。对水平尾翼进行了静力加载实验。基于实验数据,采用刚度... 

【文章来源】：中国民用航空飞行学院四川省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

三维应力状态应力分量

第 2 章 复合材料力学基础与有限元法工程中材料的弹性性能一般用工程弹性常数表示。工程弹得的一些常数，它包括泊松比、拉压弹性模量、剪切弹性向异性材料的性能不仅可以由柔度系数来表示，也可以通压实验和与主方向垂直的三个平面上纯剪切实验测得的工向异性体材料的拉压弹性模量、剪切弹性模量和主、副泊3 ，12G 、23G 、13G ，12v 、23v 、13v ，21v 、32v 、31v 表示。 和剪切弹性模量 G 如图 2.2 所示32

12231323312222132223311236666555544121323211221233223132221,1,1,,SSSSSSSSSSSCSCSSCSSSCSSS 力学板宏观力学性能板是由单向复合材料纤维和基体浸润粘结考虑其各组分之间的相互作用。由于复合寸较小，因此可将其简化为平面应力问题2、3 轴表示，坐标系如图 2.3 所示，其为平面内垂直于纤维的方向（或横向），法向）。3

【参考文献】：
期刊论文
[1]长玻纤增强复合材料注塑成型构件强度分析[J]. 丁智平,黄达勇,荣继刚,黄友剑,曾家兴.  材料工程. 2018(04)
[2]大风条件下陀螺稳定四旋翼无人飞行器设计[J]. 刘睿思.  设备管理与维修. 2018(02)
[3]层合陶瓷基复合材料多尺度应力—应变计算模型[J]. 方光武,宋迎东,高希光.  航空动力学报. 2017(06)
[4]数字近景在三维重建及变形监测中的应用[J]. 石克勤,张奇,刘佳莹,陈功,袁小勇.  电力勘测设计. 2017(S1)
[5]基于有限元的四旋翼无人机碳纤维结构优化设计与固有模态分析[J]. 刘峰,高鸿渐,喻辉,代海亮.  玻璃钢/复合材料. 2017(04)
[6]民用飞机复合材料机翼检修口盖设计[J]. 魏士礼.  科技创新导报. 2017(10)
[7]无人机电控速度模糊PI双闭环控制仿真研究[J]. 漆海霞,兰玉彬,杨秀丽,张铁民,彭孝东.  华南农业大学学报. 2016(06)
[8]各国无人机应用及发展概览[J]. 蔡健.  中国安防. 2016(09)
[9]超音速靶机的总体设计与研究[J]. 刘靖,刘志强.  宇航计测技术. 2016(04)
[10]nin无人机保护伞电路控制系统[J]. 黄超,殷万君,徐斌,杨波.  电子世界. 2016(15)

硕士论文
[1]森林防火小型无人机总体设计与仿真研究[D]. 杨笑天.东北林业大学 2016
[2]小型无人机发动机悬置系统的优化设计[D]. 王春红.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2013
[3]某小型无人机的机体结构及其强度计算[D]. 蔡全.浙江大学 2008



本文编号：3506216