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《大展弦比復(fù)合材料機(jī)翼氣動(dòng)剪裁設(shè)計(jì)新方法》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、第43卷第l期2011年2月南Journal尿ofNan航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)jingUniversityofAeronautics＆Astronautics大展弦比復(fù)合材料機(jī)翼氣動(dòng)剪裁設(shè)計(jì)新方法任智毅金海波丁運(yùn)亮(南京航空航天大學(xué)航空宇航學(xué)院，南京，210016)V01．43NO．1Feb．2011摘要：根據(jù)機(jī)翼氣動(dòng)載荷和機(jī)翼彈性變形之間存在的關(guān)系，以機(jī)翼的總升力不變和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度作為約束條件，提出一種新的氣動(dòng)／結(jié)構(gòu)耦合的剛度設(shè)計(jì)方法。該方法首先通過(guò)數(shù)值實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究機(jī)翼扭轉(zhuǎn)變形和彎曲變形對(duì)機(jī)翼氣動(dòng)栽荷的影響，井用主
2、成分回歸方法構(gòu)建了機(jī)翼變形和氣動(dòng)栽荷之間的響應(yīng)面模型。然后以該模型為基礎(chǔ)，構(gòu)建氣動(dòng)／結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)模型，此模型僅考慮強(qiáng)度約束和總升力不變的要求，放棄了傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型中的撓度和扭轉(zhuǎn)約束。通過(guò)2種優(yōu)化模型的對(duì)比，說(shuō)明應(yīng)用該方法設(shè)計(jì)出的機(jī)翼結(jié)構(gòu)，重量減輕1．23％，機(jī)翼總體扭轉(zhuǎn)變形減小33％，剛度設(shè)計(jì)更為合理。關(guān)鍵詞：氣動(dòng)彈性；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；復(fù)合材料結(jié)構(gòu)；響應(yīng)面模型；主成分分析中圖分類(lèi)號(hào)：V214．8；V215．3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1005—2615(2011)01．0018—07NewMethodforAe
3、roelasticTailoringofHighAspectRatioCompositeWingsRenZhiyi，JinHaibo，DingYunliang(CollegeofAerospaceEngineering，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Accordingtotherelationshipbetweenaerodynamicloadsandelasticdeformationof
4、wings，anewmethodisproposedforstiffnessdesignconsideringaerodynamicandstructuralcoupling．Ittakesthestrengthandtheconstanttotalliftasconstraintconditions．Thispaperfirstlystudiestheinfluenceofwingbendingandtwistdeformationonaerodynamicloadsthroughnumericalexp
5、eriments，andare—sponsesurfacemodelofaerodynamicloadsandwingdeformationisestablishedbyusingprinciplecompo—nentregression．Then，basedontheresponsesurfacemodel，anintegratedaerodynamicandstructuraldesignismade．Disregardingbendingandtwistdeformationintheoptimumw
6、ingstructure，themethodonlyconsidersthestrengthandtheconstanttotalliftconstraint．ComparedwithtWOkindsofoptimummodels，theresultshowsthatthemethodreduces1．23％oftheweightand33％ofglobaltwistdefor—mationofwings，thusthestiffnessdesignismorereasonable．Keywords：aer
7、oelasticity；structuraloptimization；compositestructure；responsesurfacemodel；princi—piecomponentanalysis近十幾年來(lái)，高空長(zhǎng)航時(shí)飛機(jī)得到了世界的普遍重視。由于其高空、長(zhǎng)航時(shí)等性能要求，這類(lèi)飛機(jī)機(jī)翼往往采用大展弦比布局形式，其剛度普遍偏小，機(jī)翼的氣動(dòng)彈性會(huì)對(duì)飛機(jī)的飛行品質(zhì)帶來(lái)很大影響。在傳統(tǒng)飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于氣動(dòng)彈性的復(fù)雜性，一般載荷和結(jié)構(gòu)各自獨(dú)立，分別由各個(gè)專(zhuān)業(yè)完成。但為了協(xié)調(diào)它們之間的耦合問(wèn)題，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上
8、要給出相應(yīng)的變形要求。對(duì)于大展弦比機(jī)翼來(lái)說(shuō)，由于剛度明顯偏小，氣動(dòng)彈性問(wèn)題會(huì)更加嚴(yán)重，若按傳統(tǒng)的剛度設(shè)計(jì)方法，直接給定機(jī)翼的變形要求，可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)翼結(jié)構(gòu)過(guò)重[1。2]。并且在飛機(jī)剛度規(guī)范中，并沒(méi)有明確給出具體的機(jī)翼剛度水平，一收稿日期：2010·03—12；修訂日期：2010—06—11通訊作者：丁運(yùn)亮，男，教授，博士生導(dǎo)師，E—mail：dylae@nuaa．edu．a(chǎn)n。第1期任智毅．等：大展弦比復(fù)合材料機(jī)翼
