發(fā)布時(shí)間：2021-09-21 22:21

　　隨著航空航天的日益發(fā)展,越來越多的人選擇飛機(jī)出行,并且無人機(jī)也在軍事、救援以及農(nóng)業(yè)等方面應(yīng)用越來越廣泛。飛機(jī)機(jī)翼受本身機(jī)械結(jié)構(gòu)以及惡劣天氣的影響在飛行過程中容易發(fā)生變形。飛機(jī)機(jī)翼的變形影響機(jī)載天線的電性能和機(jī)載武器的命中精度,干擾飛機(jī)的正常航行,甚至產(chǎn)生不安全隱患。因此實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)翼變形,掌握機(jī)翼的工作狀態(tài),保證飛機(jī)正常航行是十分必要的。然而傳統(tǒng)的非接觸攝影測量方法存在測量裝置安裝、標(biāo)定困難等問題,使得在航行過程中準(zhǔn)確測量機(jī)翼變形十分困難。本文重點(diǎn)研究了接觸式的基于應(yīng)變信息的逆有限元形變測量方法,引入圖形可視化到變形監(jiān)測領(lǐng)域,開發(fā)了板梁結(jié)構(gòu)形變監(jiān)測可視化系統(tǒng)軟件,實(shí)現(xiàn)對于機(jī)翼變形的可視化監(jiān)測。具體內(nèi)容如下:（1）針對板梁結(jié)構(gòu)變形測量與重構(gòu)的問題,推導(dǎo)了逆有限元理論并且通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論可行性。首先基于鐵木辛柯梁理論,根據(jù)截面理論應(yīng)變和實(shí)際應(yīng)變的最小二乘關(guān)系,推導(dǎo)了表面應(yīng)變和結(jié)構(gòu)位移的關(guān)系;然后在懸臂梁受集中載荷或者分布載荷下,選取不同應(yīng)變測量位置驗(yàn)證逆有限元法（IFEM）變形重構(gòu)的效果;最后驗(yàn)證IFEM對于桁架和框架模型的可行性。（2）針對板梁結(jié)構(gòu)的變形監(jiān)測的問題,設(shè)計(jì)了板梁結(jié)構(gòu)變形... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

大展翼比飛機(jī)圖

6（a）板狀結(jié)構(gòu)振動形態(tài)截圖 （b）板狀結(jié)構(gòu)振動形態(tài)重構(gòu)效果圖圖1.3 板狀模型曲面重構(gòu)實(shí)驗(yàn)效果截圖南京航空航天大學(xué)的王馨基于分布式光纖對監(jiān)測機(jī)械結(jié)構(gòu)的應(yīng)變和變形的可視化技術(shù)進(jìn)行研究，搭建了壓力容器應(yīng)變監(jiān)測實(shí)驗(yàn)平臺和機(jī)翼模型變形監(jiān)測可視化實(shí)驗(yàn)平臺，如下圖 1.4（a）和 1.4（b）所示[37]。（a）壓力容器應(yīng)變監(jiān)測實(shí)驗(yàn)平臺 （b）機(jī)翼變形監(jiān)測可視化實(shí)驗(yàn)平臺圖1.4 應(yīng)變和變形監(jiān)測可視化實(shí)驗(yàn)平臺張其琪等人使用分布式光纖感知測量技術(shù)以及 OpenGL 可視化技術(shù)，對三維隧道進(jìn)行建模并在模型上直觀顯其變形[38]。武漢大學(xué)的翟若明等人在 ARCGIS Engine 下進(jìn)行了三維點(diǎn)云變形監(jiān)測可視化研究，并開發(fā)和測試了三維可視化系統(tǒng)[39]。同濟(jì)大學(xué)的陳曉龍基于 OpenGL 開發(fā)了大型橋梁的變形監(jiān)測與動態(tài)可視化系統(tǒng)[40]。1.3.2 可視化工具 VTK 簡介和研究現(xiàn)狀隨著可視化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，國外推出了許多優(yōu)秀的可視化工具，包括 OpenGL、Direct3D、VTK 等。其中 VTK 是美國 Kitware 公司的 WilliamJ.Sehroeder 等 3 人，針對 3D 圖形圖像的可視化用途，利用面向?qū)ο蟮木幊趟枷?

（a）壓力容器應(yīng)變監(jiān)測實(shí)驗(yàn)平臺 （b）機(jī)翼變形監(jiān)測可視化實(shí)驗(yàn)平臺圖1.4 應(yīng)變和變形監(jiān)測可視化實(shí)驗(yàn)平臺張其琪等人使用分布式光纖感知測量技術(shù)以及 OpenGL 可視化技術(shù)，對三維隧道進(jìn)行建模并在模型上直觀顯其變形[38]。武漢大學(xué)的翟若明等人在 ARCGIS Engine 下進(jìn)行了三維點(diǎn)云變形監(jiān)測可視化研究，并開發(fā)和測試了三維可視化系統(tǒng)[39]。同濟(jì)大學(xué)的陳曉龍基于 OpenGL 開發(fā)了大型橋梁的變形監(jiān)測與動態(tài)可視化系統(tǒng)[40]。1.3.2 可視化工具 VTK 簡介和研究現(xiàn)狀隨著可視化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，國外推出了許多優(yōu)秀的可視化工具，包括 OpenGL、Direct3D、VTK 等。其中 VTK 是美國 Kitware 公司的 WilliamJ.Sehroeder 等 3 人，針對 3D 圖形圖像的可視化用途，利用面向?qū)ο蟮木幊趟枷�，基�?OpenGL 設(shè)計(jì)和開發(fā)的一套免費(fèi)、源代碼公開的可視化類庫[41]。VTK 的工具包結(jié)構(gòu)使它能嵌入任何一種

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于應(yīng)變的組合結(jié)構(gòu)變形測量與重構(gòu)方法研究[D]. 陳士明.西安電子科技大學(xué) 2018
[2]震前異常增溫?cái)?shù)據(jù)處理及可視化研究[D]. 徐俊波.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[3]基于MFC的厚板等離子切割系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 朱磊.華南理工大學(xué) 2018
[4]醫(yī)學(xué)圖像三維重建技術(shù)研究[D]. 雷若鳴.蘭州大學(xué) 2017
[5]三維聲納實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)[D]. 王舒卉.浙江大學(xué) 2017
[6]基于VTK的醫(yī)學(xué)圖像三維重建系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 陳文馳.長安大學(xué) 2016
[7]基于VTK的有限元軟件GUI界面研究[D]. 王松.重慶交通大學(xué) 2016
[8]基于應(yīng)變信息的飛機(jī)機(jī)翼變形測量及形變重構(gòu)理論研究[D]. 魏傳達(dá).西安電子科技大學(xué) 2015
[9]電阻應(yīng)變片測量影響因素及熱機(jī)解耦研究[D]. 周哲.重慶大學(xué) 2012
[10]基于VTK的地質(zhì)體三維可視化研究[D]. 胡剛.中南大學(xué) 2011



本文編號：3402601