刘诗璋[1]2002年在《某型直升机复合材料平尾的力学分析》文中研究说明平尾是直升机的重要部件。某型直升机的平尾是全复合材料结构，对其进行分析是直升机设计中重要工作之一。论文分析了某型直升机复合材料平尾的力学特性，并开发了能够用于层合结构强度分析的计算机程序。 论文叙述了复合材料力学分析的基本方法，并推导了相应的计算公式，给出了几种常用的强度准则；利用CATIA软件对某型直升机的平尾进行实体建模，然后在PATRAN／NASTRAN软件中读入该模型，形成了有限元分析模型，并进行有限元分析，获得了平尾的应力云图和位移云图；为了对平尾的局部复合材料结构进行强度分析，开发了CLOP程序；从平尾结构中取出后樯作为强度分析的对象，表示了从NASTRAN分析的结果到CLOP程序输入的方法，计算出了后樯的强度数据。
徐合良, 黄钦儿[2]2018年在《基于遗传算法的复合材料平尾优化设计方法研究》文中指出主要研究直升机复合材料平尾在设计气动载荷作用下铺层优化设计的方案。将有限元计算分析软件PATRAN/NASTRAN与遗传算法相结合,通过ISIGHT优化平台软件来实现具体迭代过程,再以C++编程实现设计变量输入及计算结果输出的自动化,加强ISIGHT设计优化软件的封闭性,保证了优化过程正确有效。计算结果得出优化后的平尾结构质量为21.33kg,最大位移57.5mm,较设计初值减轻了15.87kg,比目前的某型直升机金属平尾减轻了3.59kg,最大位移减少了3.51mm。经分析得出此优化方法可以有效处理复合材料结构优化问题,计算结果满足工程设计要求。
陈静[3]2018年在《一种轻型直升机复合材料主承力管梁的强度分析与试验验证》文中研究表明根据某型直升机平尾主承力管梁的结构特点和受力特性,研制了一种全复合材料平尾主承力管梁结构。通过理论计算进行可行性分析,并采用MSC.Patran/Nastran建立了管梁有限元分析模型,根据实际载荷及约束条件进行了静强度分析,给出了结构应变与位移结果;同时设计了强度试验方案,对管梁结构进行静强度试验验证。结果表明:全复合材料主承力管梁结构满足强度设计要求,与金属材料相比,减轻了17.6%的结构重量,充分体现了复合材料管梁结构优良的整体性能和承载能力,为复合材料应用于直升机主承力结构提供了依据。
葛磊[4]2014年在《面向倾转旋翼机总体方案阶段的重心包线设计研究》文中认为倾转旋翼飞行器是一款融合了直升机垂直/短距起降和固定翼飞行器高速远航程等优点为一体应用潜力巨大的新型旋翼飞行器。倾转旋翼机重心包线设计的好坏不仅影响飞行器的飞行性能，更直接影响飞行器使用的经济性和安全性。目前国内也极少见到有关倾转旋翼飞行器重心包线与总体参数相综合的研究。本文在对国内外研究的成果基础上，针对倾转旋翼机的重心包线和总体参数选择进行了以下研究：首先，详细建立了倾转旋翼飞行器非线性飞行动力学数学模型。建立非线性数学模型的配平方法，初步分析了飞行器的配平特性及固定翼模式和直升机模式下的运动模态特性。其次，根据倾转旋翼飞行器的重心位置对其操纵性和稳定性的影响，计算不同负载下纵向重心的前后限，进而确定了倾转旋翼机重心包线的计算方法。以XV-15倾转旋翼飞行器为算例，计算了飞行器二维及叁维重心包线的范围并对结果进行了分析，验证了该方法的可行性。最后，对飞行器的典型装载方案进行研究，并对倾转旋翼飞行器的主要总体参数进行了敏感性分析，为今后倾转旋翼飞行器总体设计和优化奠定了基础。
黄文俊, 何志平, 程小全[5]2016年在《直升机复合材料应用现状与发展》文中认为介绍了直升机复合材料的发展历程,论述了直升机复合材料的应用特点及现状,总结了国产直升机复合材料应用中存在的问题,展望了直升机复合材料未来的发展趋势。综述研究表明,复合材料已在直升机旋翼系统及机体结构成熟应用,推动了直升机技术的进步;未来直升机复合材料将朝着高性能化、结构-功能一体化、设计-制造一体化和智能化及低成本化的方向协调发展。
刘巍[6]2009年在《武装直升机与航炮动力学研究》文中研究指明武装直升机是陆军航空兵的杀手锏装备,是现代战场上一线压制、反地面装甲和支援地面强攻的利器。本文依据总参和总装提出的“加快开展装备模拟和仿真技术研究,改变技术兵种训练模式”的要求,作为某国防重点预研项目“×××”的主要成果之一,基于多体系统传递矩阵法和SolidWorks与COSMOSMotion动力学仿真软件,对武装直升机及机载航炮结构动力学和发射动力学进行了深入研究。在国内首次建立了武装直升机及机载航炮叁维可视化虚拟原型,进行了武装直升机机械动力学仿真与分析,为武装直升机结构强度分析、动态设计、性能预测与评估、故障诊断提供了载荷和虚拟现实平台；创建了同实装训练相一致的武装直升机及机载航炮虚拟现实训练系统,解决了模拟操作和无实装训练问题；首次把多体系统传递矩阵法应用于武装直升机载航炮发射动力学研究,建立了直升机、炮、弹、药一体化多刚柔体系统发射动力学模型,解决了系统固有振动特性快速计算难题；编制了武装直升机载航炮发射与飞行动力学仿真程序,仿真获得了振动特性、动力响应、弹丸膛内运动、外弹道、射击密集度,建立了射击密集度与系统结构参数间的定量关系。本文研究成果为武装直升机结构强度分析、动态设计、性能预测与评估、故障诊断及部队模拟训练提供了理论依据和关键技术。
陆凡[7]2016年在《常规布局直升机外形参数化设计与应用》文中进行了进一步梳理直升机的外形设计对其型号研发周期、成本有着非常重要的影响。目前,参数化设计在汽车、船舶、固定翼飞机都已经获得比较成功的应用。本文结合参数化理论,主要对常规布局直升机外形设计进行了研究。本文将常规布局直升机分成旋翼、平尾、垂尾、尾桨、起落架及主机身若干部件,分别对其研究分析,加入尽可能少的必要参数,然后建立相应的参数化模型。对于旋翼、平尾、垂尾及尾桨,采用基于几何约束的数学方法;对于起落架部分,将其分类为轮毂式与滑橇式进行研究;对于主机身,采用基于某型ROBIN机身模型造型方法。对各个部件建模后,引入位置参数将这些模型按参数约束组合成直升机整体外形的参数化模型。在此参数化思路的基础上,开发了面向用户的建模软件,用户可根据需求更改参数值,得到想要的模型文件并保存。基于上文参数化方法,研究了总体方案设计。采用经验公式及数据统计等方法初步得到直升机总体参数,并根据功率约束、飞行约束等进行优化,最后得到其总体参数。选取一算例,根据上述方法得到算例的总体参数,然后依据总体参数对已有的参数化模型上参数进行赋值,得到算例外形模型。一方面将上述算例模型在软件内演示进行总体布局合理性评判,另一方面采用CFD方法计算气动特性评估性能,用动量源代替旋翼桨叶以及尾桨桨叶对流场的作用(编写程序),在ICEM内建立网格系统,在FLUENT内求解算例模型在低速前飞状态下外形周围流场情况。分析流场内高压区产生、旋翼尾迹和全机气动力等情况,验证了本文方法的有效性和可行性。
杨建灵[8]2013年在《基于整体参数化定义的直升机桨叶结构设计与优化》文中研究指明桨叶结构设计是直升机设计中的重要内容，其性能的优劣对直升机有着重要的影响。长期以来，由于复合材料桨叶内部结构复杂，桨叶结构设计一直是在以剖面描述为中心的原准设计体系下开展和实施的。这种设计方式在过去数十年中发挥了重要作用，然而随着直升机技术的发展，这种设计方式逐步暴露出设计效率低、难以精确和直观表达出桨叶的真实叁维内部结构以及忽视桨叶设计与制造之间的内在联系等问题。这一系列固有缺陷决定了以剖面描述为中心的桨叶结构原准设计体系已难以适应当前以数字化样机和MBD（Model Based Definition，基于模型定义）为技术特征的直升机数字化研制体系的需要。为此，本论文提出了以全叁维描述为中心的复合材料桨叶全组件整体参数化定义方法，并以此为基础系统而深入地开展了复合材料桨叶结构自动叁维几何建模、剖面特性与整体特性计算、桨叶结构的优化设计以及整个设计过程的集成，自主研发了BSDS（Blade Structure Digital Design Integration System）复合材料桨叶结构数字化设计集成系统平台，形成了一种新的基于整体参数化定义的桨叶结构设计模式，并提供了该模式下从几何建模、结构特性计算、结构参数优化到设计过程集成的一整套方法。论文主要的研究内容和创新点概括如下：1.根据直升机复合材料桨叶各组件的几何外形特点及其构成，并综合考虑以数字化样机和MBD为技术特征的产品数字化研制体系的需要，提出了精确反映桨叶组件真实结构外形的整体参数化定义方法。针对桨叶结构中最为复杂的复合材料蒙皮结构，归纳出四大类共十二种子类的蒙皮铺层类型，通过铺层的整体定义和分层定义相结合的方式实现了桨叶蒙皮的参数化定义；对其他组件也依据其结构几何特点制定了相应的整体参数化定义方法。该方法不仅实现了桨叶各类型组件几何外形的整体参数化描述，而且在几何外形参数化定义的基础上引入了诸如铺设顺序、材料类型以及铺放角度等桨叶分析、制造信息，提出了一套较为完整的复合材料桨叶全组件数据结构表达机制，使其不但能够便捷地提供桨叶几何建模及桨叶结构分析所需数据，还能为桨叶制造提供相关数据信息。研发了智能向导的桨叶组件定义模块，引导工程设计人员以简便直观的交互方式实现对各组件的定义。桨叶组件的整体参数化定义方法是本文整个研究工作的基石。2.提出并实现了一种复合材料桨叶结构的自动化几何建模方法。该方法以本文提出的整体参数化定义方法为基础，通过对桨叶各组件结构特点的总结与归纳，并综合应用B-Rep（Boundary Representation，边界表示法）实体数据结构、NURBS（Non-Uniform Rational B-Spline，非均匀有理B样条）曲面体系、曲面等距、曲面裁剪等几何造型理论及方法，以参数驱动的方式，自动高效地建立复合材料桨叶结构的叁维几何外形。针对复合材料蒙皮组件，提出了蒙皮外形分片逐次构造方法和由上一铺层内表面构造当前蒙皮铺层的算法来实现其几何外形的自动构建；针对桨叶其他组件，根据组件参数化定义方法的不同，提出多区段结合式和整体成形式两种不同的几何建模方法。本文提出的桨叶结构自动化几何建模方法是首次系统地对直升机复合材料桨叶结构的叁维几何外形建模进行的研究。该自动化建模方法显着提高了桨叶建模的效率，有效地增强了桨叶结构数字化设计的能力，也为基于叁维模型定义的数字化制造奠定了基础。3.提出了一种基于整体参数化组件定义及建模的桨叶结构特性分析方法。该方法适应于桨叶组件的整体参数化定义方法带来的改变，以桨叶剖面特性和整片桨叶结构特性计算为核心内容，分别根据桨叶各剖面和整片桨叶结构特性的定义及物理意义，推导得出相应的计算公式。针对桨叶结构特性分析中的重点及难点——剖面扭转刚度计算，提出了铺层块假设以及长厚比的概念，并基于闭口薄壁梁理论，给出了复合材料桨叶剖面扭转刚度的高效计算方法；对于整片桨叶结构特性，则是在剖面质量线密度和剖面重心分布符合分段线性连续假设的基础上，推导出了相应的计算公式。开发了基于整体参数化组件定义且与桨叶结构自动化叁维建模无缝集成的桨叶结构特性分析软件模块，实现了桨叶结构特性参数的自动计算，通过实例验证表明该方法可行、有效。4.提出了一种基于整体参数化定义的复合材料桨叶结构优化设计方法。该方法是建立在桨叶组件的整体参数化定义方法、桨叶结构的自动化叁维几何建模及其结构特性分析方法的基础上，通过对桨叶结构设计问题的分解，将其抽象并转化为剖面优化设计问题和整体优化设计问题。剖面优化设计是通过桨叶结构剖面参数进行优化得出桨叶结构整体优化设计初值的过程。整体优化设计则是通过对桨叶整体结构参数的调整来实现桨叶结构优化的设计过程。该方法不同于以往基于抽象的简化模型所开展的桨叶优化设计研究，其优化设计的参数直接来源于桨叶结构的整体定义参数，优化结果能够直接反映到真实的叁维桨叶组件结构上，并且能够对没有参考样机数据的桨叶进行创新结构设计，得出优化的设计方案。方法的有效性和优势通过实际桨叶结构优化设计实验得到了认证。5.提出了一种桨叶结构的数字化设计集成系统的总体方案，构建了一个基于Web的复合材料桨叶结构数字化设计集成系统平台（BSDS）。不同于已有桨叶结构设计所采用的原准设计、校核、交互设计修改、再校核、再修改的设计流程，本论文提出的设计流程以数字化设计为导向，通过对桨叶结构设计的各环节进行数字化改造，有效整合各流程间的输入、输出关系，提供可拖选、可重构、所见即所得的流程建模方式，不仅能够建立起类似于原有桨叶结构设计的常规顺序式设计流程，也可以根据具体设计任务建立起自动迭代式设计流程。通过对设计过程相关软件的集成，利用工作流引擎的驱动实现设计流程的自动运行。其优点是能够随着桨叶结构设计方法的改进，快速而高效地建立起相应的设计流程，能够通过自动迭代式设计流程的建立提高整个桨叶结构设计的效率。
彭笑非[9]2011年在《降水和雷暴条件下直升机稳定性定性分析研究》文中指出各种复杂天气条件严重影响直升机的飞行稳定性,危及直升机的航空安全。本文以直升机空气动力学、飞行动力学以及操纵控制等理论作为基础,利用飞行模拟软件Flight Gear,对各种复杂气象条件下飞行的直升机进行仿真,并根据仿真结果讨论了几种典型复杂气象条件对直升机飞行稳定性的影响。本文首先对直升机的相关知识进行了概述,介绍了直升机飞行仿真的有关内容和国内外研究现状。接着,根据直升机理论,针对直升机各功能部件建立了直升机的动力学模型,并给出了直升机配平的计算方法。然后,对飞行模拟软件Flight Gear、建模工具MATLAB Simulink和3D模型制作软件AC3D做了相关的介绍,并实现了直升机飞行实时仿真系统。最后,对几种典型复杂气象条件下飞行的国外某型直升机进行实时仿真实验,仿真结果比较合理,仿真效果良好。根据仿真结果讨论了几种复杂气象条件对直升机飞行稳定性的影响。本文尝试利用飞行模拟软件Flight Gear对直升机在复杂气象条件下的飞行进行仿真,取得了一些成果,从仿真结果看,达到了预期的效果。
李哲[10]2008年在《建筑领域低空信息采集技术基础性研究》文中指出信息采集是建筑领域中一项重要的科研内容,建筑测绘、区域现状调查、环境数据采样等都属于信息采集范畴,所以建筑领域中,建筑史、建筑设计、城市规划、景观环境、建筑物理等专业都有对应的常见信息采集任务。在本论文中,“低空信息采集平台(技术)”是指利用无人航空器作为信息收集设备的载具,由地面人员控制,在空间中进行快速移动以覆盖广域范围并大量收集、存储、传回目标信息的作业平台和相关技术。因为无人航空器体积小、机动灵活,适于近地面、高精度作业,为了和传统的载人遥感、宇航遥感等技术相区别,所以称作“低空平台”。以无人航空器应用技术、建筑领域近距离信息采集技术为基础的建筑领域低空综合信息采集平台和传统的载人飞行作业平台相比具有廉价、安全、使用便捷、高效的优点;和建筑领域长期采用的人工作业相比人员劳动强度更低、速度更快,尤其是大大提高了信息采集的空间自由度,不仅不受到地面人员、交通条件的限制,也没有大型载人平台高度的限制,可以从零至数千米的不同距离、高度、角度上对建筑目标进行各种类型的信息采集作业,完成原来无法想象的高难度作业项目。本文总结天津大学建筑学院此课题近几年的研发经历、试验结果,对平台建设过程进行总结,分析其中产生的主要问题,介绍融合的新技术、得到的主要成果,以期抛砖引玉,将这一新兴的跨学科研究方向继续推进深入。本文分为基础技术准备、试验作业总结、各类型成果分析、高级应用分析以及普及应用展望这几个章节,首先简介飞行器作业原理,从设备选型、购置、人员技术培训几个方面分析如何建立基本作业平台,对关键部件的性能参数配合重点描述;其后通过大量实例列举和对实验结果的详细分析,总结通用的作业方法、技术要点,并针对建筑领域的常见作业条件和任务要求分析对作业平台进行改进和升级、添加辅助作业设备。在完成所有的技术准备后,本文分类介绍平台能够采集的信息和内业信息处理的流程、软硬件系统,以及在每一个应用领域的用途。最后,本文将无人空中信息采集平台与传统载人遥感系统、卫星遥感系统以及新兴的地面测绘仪器进行对比分析,对于该平台在建筑领域以及遗产保护、文物考古、农林环境等相关领域的应用前景、发展方向进行了分析、展望。
参考文献：
[1]. 某型直升机复合材料平尾的力学分析[D]. 刘诗璋. 南京航空航天大学. 2002
[2]. 基于遗传算法的复合材料平尾优化设计方法研究[J]. 徐合良, 黄钦儿. 直升机技术. 2018
[3]. 一种轻型直升机复合材料主承力管梁的强度分析与试验验证[J]. 陈静. 航空制造技术. 2018
[4]. 面向倾转旋翼机总体方案阶段的重心包线设计研究[D]. 葛磊. 南京航空航天大学. 2014
[5]. 直升机复合材料应用现状与发展[J]. 黄文俊, 何志平, 程小全. 高科技纤维与应用. 2016
[6]. 武装直升机与航炮动力学研究[D]. 刘巍. 南京理工大学. 2009
[7]. 常规布局直升机外形参数化设计与应用[D]. 陆凡. 南京航空航天大学. 2016
[8]. 基于整体参数化定义的直升机桨叶结构设计与优化[D]. 杨建灵. 南京航空航天大学. 2013
[9]. 降水和雷暴条件下直升机稳定性定性分析研究[D]. 彭笑非. 中国民用航空飞行学院. 2011
[10]. 建筑领域低空信息采集技术基础性研究[D]. 李哲. 天津大学. 2008
标签：航空航天科学与工程论文; 复合材料论文; 直升机论文; 仿真软件论文; 力学论文; 建模软件论文; 武装直升机论文; 动力学论文; 武器论文;