刘波
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冯琨程
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张恩阳
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陆振玉
玻璃钢/复合材料
无人机已经成为航空领域重要成员之一.在无人机初步设计阶段,为减轻其结构重量,采用复合材料设计.复合材料在比强度和比刚度以及抗振和加工制造等方面优于其他传统材料,在无人机结构中得到了广泛的应用.由于复合材料层合板在生产加工过程中具有可设计性,在复合材料中已经成为使用最多的一种结构形式.以某型号电磁弹射无人机机翼为研究对象,建立了复合材料机翼结构的有限元模型,将机翼的结构重量作为优化目标,以机翼翼尖挠度和复合材料失效因子为约束条件,应用工程优化软件对复合材料翼面结构进行自由尺寸优化,整个优化过程需同时满足机翼强度及刚度要求.最终自由尺寸优化结果表明,复合材料的铺层比例和厚度分布在优化后得到了重新设计,比较之前的结构方案,优化后的铺层设计能够有效降低机翼结构质量,实现减重的优化目标.
关键词:
无人机
,
复合材料
,
机翼结构
,
有限元模型
,
自由尺寸优化
吴大方
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王岳武
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蒲颖
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商兰
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赵寿根
,
高镇同
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150105.003
为了在热模态试验中获得难于测量的超过1 000℃的高温环境下复合材料翼面结构的振动特性参数,将高温瞬态热试验系统与振动试验系统相结合,建立了可对高超声速飞行器耐高温复合材料翼面结构进行1 100℃高温环境下热模态研究的热/振联合试验系统.通过自行研制的耐高温陶瓷导杆引伸装置将复合材料翼面结构上的振动信号传递至非高温区域,使用常温加速度传感器对高温环境下高超声速飞行器翼面结构上的振动信号进行数据识别;并运用时-频联合分析技术对试验数据进行分析处理,实现了在1 100℃热/振复合环境下对复合材料翼面结构的模态频率、模态振型等关键振动特性参数的试验测试.研究结果为高超声速飞行器复合材料翼面结构在高温环境下的动特性分析及安全可靠性设计提供了重要依据.
关键词:
复合材料
,
热模态试验
,
高超声速飞行器
,
翼面结构
,
高温环境
