基于应变的板壳结构变形重构方法研究

发布时间：2024-05-25 04:49

　　随着现代战争对信息的获取和对抗需求日益扩大,搭载在作战平台上的共形天线也逐渐向智能化、大型化方向发展,而随着共形天线结构的复杂化、尺寸的增大,其结构非常容易受所依附的飞行器机体结构变形的影响而产生变形,进而影响到天线的性能,为了保证共形天线的正常工作,有必要对机体表面或者共形天线的结构进行变形监测。本文针对结构变形监测方法,研究了一种以应变信息重构结构变形场的技术手段,分别讨论了基于四节点矩形单元,八节点壳单元,八节点体单元板壳结构的变形重构,并通过仿真实验进行了验证。本文的第一部分基于四节点矩形单元,介绍了伪有限元法的基本框架,在中厚板理论的基础上,推导了矩形单元的应变公式,通过构造中面理论应变和实际应变的最小二乘函数,求出由应变场转换到位移场的关系矩阵。然后以空间组装问题,推导了单元矩阵的坐标转换方法。最后对一平板模型进行仿真分析,验证了该方法重构平板结构变形的准确性。本文第二部分则是在伪有限元法算法的基础理论上,拓展了伪单元元素的种类,在原有的伪有限元法基本框架下,分别推导了基于八节点伪壳单元和八节点伪体单元的结构位移重构方法,并且将等参单元方法应用到该方法中,扩展了该重构算法的...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1美国E-2D预警机

装在飞机的外蒙皮中，不仅改善了天线系统的性能，而且减轻了飞机的重量，改善了飞机的飞行性能。图1.1美国E-2D预警机

图2.1平板模型示意图

本章讨论的板单元应变公式就是以第二种中厚板理论为基础推导的，中厚板理论又被称为一阶剪切变形理论(FSDT)，图2.1为一平板模型结构，厚度为2t，图2.1平板模型示意图位移函数为：

图2.2四节点伪壳单元示意图

9quadrilateralinverse-shellelement,iQS4）,如图2.2所示图2.2四节点伪壳单元示意图该单元每个节点有常规的六个自由度，分别为沿着坐标轴方向的三个位移自由度和绕着坐标轴三个转角自由度，单元符合中厚板理论假设，以中面作为参考面进行变形....

图2.3上下表面应变花

通过测量单元上下表面的应变数据进行计算得到。实际测量结构表面的应变通常采用布置应变测量传感器的方式（比如光纤光栅传感器），如下图所示：图2.3上下表面应变花由公式（2-2）可以得到任意平面上应变和中面应变的关系，该公式同样适用于实际测量的应变之间的关系[45]，在公式（2-2）....

本文编号：3981726