刘峰
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高鸿渐
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喻辉
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代海亮
玻璃钢/复合材料
根据消费级四旋翼无人机性能要求,设计了一款质量轻、强度高、航时长、构型简洁的全碳纤维结构消费级四旋翼无人机.建立了四旋翼无人机结构有限元模型,对额定载荷下无人机的结构应力进行了分析.基于最大应力强度准则,对无人机结构强度进行了校核.分析了结构的稳定性,计算了初始结构失稳临界载荷和失稳模态.基于最小重量要求对无人机初始结构的碳纤维铺层进行了优化设计.对优化后的结构进行了固有振动分析,给出了结构的前四阶固有频率和振动模态.优化后的结构在2 g过载下,极限载荷是最大使用载荷的2.57倍,失稳临界载荷是最大载荷的2.09倍,满足设计目标和要求.优化后的结构重量减少了21％,降低为108.6 g,有效载荷约为机体结构重量的3倍.
关键词:
四旋翼
,
无人机
,
有限元
,
碳纤维
,
结构优化
喻辉
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刘峰
,
张春
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高鸿渐
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2016.06.017
建立了复合材料泡沫夹层结构含穿透损伤挖补维修的三维有限元模型,对其在单、双向拉伸载荷作用下进行了有限元分析,根据各铺层的材料主方向的应力分布,采用最大应力强度准则计算了挖补维修前后结构的单、双向拉伸强度.结果表明:单向拉伸载荷状态下,维修后结构强度恢复系数为88.1％,初始损伤为面内剪切失效;双向拉伸载荷状态下,维修后结构强度恢复系数为97.6％,初始损伤为纤维拉伸断裂.最佳表面额外贴补层数量为1至2层,过多贴补层会导致局部应力集中,使维修后结构强度下降.
关键词:
挖补维修
,
复合材料
,
泡沫芯体
,
夹层结构
,
有限元分析
