双发变距四旋翼无人机结构设计

发布时间：2022-12-05 18:21

　　四旋翼无人机是近年来发展较快的一种飞行器,具有垂直起降、定点悬停、机动灵活、操作简单等众多优点,获得了市场和消费者的高度认可,是无人机市场上炙手可热的产品。基于传统电动四旋翼无人机有效载荷小和飞行半径小等缺陷,本文设计了一款双发变距四旋翼无人机,有效增加无人机的航时和有效载荷。首先,本文介绍了多旋翼无人机的国内外发展现状,指出电动多旋翼无人机的不足,综合比较了各种油动多旋翼无人机优缺点。其次,按照设计要求确定无人机的总体参数以及独特结构布局形式,建立了三维几何模型并且阐述了变距四旋翼的飞行原理。然后,根据飞行器结构设计的基本要求设计了两款不同形式的机身结构,通过有限元方法分析了机身的强度和刚度特性,综合比较重量、成本、制造等多种因素最终选择出最合适的一款机身。对该款机身进行无阻尼自由振动特性分析,求出了机身的固有频率和振型,通过和旋翼激励频率与发动机激励频率比较,验证了机身的振动特性,从理论上避免共振。然后,根据起落架的设计要求确定了无人机起落架的基本形式,进行了详细设计并建立了有限元模型,计算了各个工况下的静强度,并且进行了着陆冲击分析,得到应力和应变,计算结果表明设计满足要求。最后... 

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 多旋翼无人机的国内外研究现状
        1.2.1 国外发展现状
        1.2.2 国内发展现状
        1.2.3 无人机结构设计综述
    1.3 本文研究的主要工作内容
    1.4 本文的内容章节安排
第二章 无人机总体设计与飞行原理
    2.1 引言
    2.2 总体设计要求
    2.3 旋翼无人机的基本构型与总体设计
        2.3.1 四旋翼无人机基本构型
        2.3.2 总体设计
    2.4 四旋翼飞行器飞行原理
    2.5 本章小结
第三章 无人机机身结构设计与静力分析
    3.1 机身结构设计基本要求与设计思想发展
        3.1.1 基本要求
        3.1.2 结构设计思想的发展历程
    3.2 有限元理论
        3.2.1 有限元概述
        3.2.2 有限元分析步骤
    3.3 软件介绍
    3.4 机身结构布局设计
    3.5 机身结构设计与三维建模
    3.6 机身静力分析
        3.6.1 几何建模
        3.6.2 网格划分
        3.6.3 材料属性
        3.6.4 边界条件
        3.6.5 结果与分析
    3.7 本章小结
第四章 无人机机身动力学分析
    4.1 引言
    4.2 模态分析理论
    4.3 实特征值计算方法
    4.4 机身模态分析
    4.5 本章小结
第五章 无人机起落架结构设计与仿真分析
    5.1 引言
    5.2 起落架设计的基本任务要求
    5.3 起落架的参数化结构设计
    5.4 起落架静力分析
        5.4.1 网格划分
        5.4.2 材料属性
        5.4.3 边界条件
        5.4.4 静力分析结果
    5.5 起落架着陆下沉原理
        5.5.1 引言
        5.5.2 着陆冲击的基本原理
        5.5.3 显示时间积分方法
        5.5.4 接触问题描述
    5.6 起落架着陆冲击分析
        5.6.1 网格划分
        5.6.2 材料属性
        5.6.3 边界条件
        5.6.4 结果分析
    5.7 本章小结
第六章 无人机样机组装与试飞
    6.1 无人机实验样机的组装
    6.2 无人机的试飞实验
    6.3 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 本文总结
    7.2 后续展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
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[2]四轴飞行器系统研究与设计[J]. 李瑞平,杜华巍.  科技视界. 2017(05)
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[4]某轻型直升机机身模态分析[J]. 张志龙,尹明德,刘进进.  机械工程与自动化. 2013(01)
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博士论文
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硕士论文
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[3]固定翼无人机总体设计及自主着陆控制技术研究[D]. 高丽丽.南京航空航天大学 2017
[4]FSC大学生方程式赛车车架设计优化[D]. 潘智东.河北工程大学 2016
[5]基于Y型结构的四旋翼飞行器的设计与姿态控制的研究[D]. 张晓锐.北京工业大学 2016
[6]某无人机起落架改型设计[D]. 戴蓓.南京航空航天大学 2016
[7]四旋翼小型无人飞行器[D]. 冀亮.杭州电子科技大学 2015
[8]四旋翼无人机的Linux系统开发和地面控制系统设计[D]. 郑晓阳.东北大学 2013
[9]可变形无人机的总体设计与控制实验[D]. 尹崇.南京航空航天大学 2013
[10]四旋翼飞行器建模与控制方法的研究[D]. 何嘉继.东北大学 2012



本文编号：3710122