本文關(guān)鍵詞：直升機(jī)旋翼集成設(shè)計(jì)平臺(tái)開發(fā)及槳葉結(jié)構(gòu)優(yōu)化

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【摘要】：旋翼是直升機(jī)的關(guān)鍵部件,由槳轂、自動(dòng)傾斜器和槳葉等組件構(gòu)成。直升機(jī)旋翼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要跨越多個(gè)學(xué)科、多個(gè)軟件才能完成,然而,現(xiàn)有旋翼軟件系統(tǒng)之間大都相互獨(dú)立,使用的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)格式也不盡相同,信息傳遞較為困難,這大大影響了旋翼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率。另外,直升機(jī)槳葉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化設(shè)計(jì)難以開展、自動(dòng)化三維建模程度較低。針對(duì)上述問題,本文對(duì)旋翼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和集成設(shè)計(jì)技術(shù)展開了研究,在此基礎(chǔ)上開發(fā)了直升機(jī)旋翼結(jié)構(gòu)集成設(shè)計(jì)平臺(tái)軟件RDIS(Rotor Design Integration System),集成了槳轂與自動(dòng)傾斜器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)子系統(tǒng)、槳葉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)子系統(tǒng)、旋翼調(diào)頻優(yōu)化設(shè)計(jì)子系統(tǒng);同時(shí),本文對(duì)槳葉結(jié)構(gòu)優(yōu)化和槳葉組件自動(dòng)化三維建模方法進(jìn)行了研究,并將研究成果集成到RDIS軟件中。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:1.基于數(shù)據(jù)庫(kù)訪問、CATIA二次開發(fā)、參數(shù)化圖形顯示等技術(shù),自主研發(fā)了直升機(jī)旋翼結(jié)構(gòu)集成設(shè)計(jì)平臺(tái)軟件RDIS,將槳轂與自動(dòng)傾斜器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、槳葉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、旋翼調(diào)頻優(yōu)化設(shè)計(jì)三個(gè)子系統(tǒng)集成起來(lái),實(shí)現(xiàn)了軟件子系統(tǒng)之間、RDIS軟件與外部軟件之間的信息傳遞。該平臺(tái)軟件目前已經(jīng)交付使用。2.基于槳葉參數(shù)化定義和特性計(jì)算開展了槳葉結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究,對(duì)槳葉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變量、設(shè)計(jì)約束、優(yōu)化目標(biāo)、優(yōu)化方法進(jìn)行了分析,利用iSight多學(xué)科優(yōu)化軟件建立了槳葉剖面優(yōu)化模型和整體優(yōu)化模型,以某模型槳葉為例進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化實(shí)驗(yàn),取得了槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大1.20%,同時(shí)質(zhì)量減小3.29%的優(yōu)化效果。3.槳葉組件的自動(dòng)化三維幾何建模是槳葉結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的延伸和優(yōu)化結(jié)果的最終體現(xiàn)。本文以槳葉組件定義參數(shù)為基礎(chǔ),開展了槳葉填充物等組件的自動(dòng)化三維幾何建模方法研究,并且開發(fā)了相應(yīng)的自動(dòng)化建模程序,完成了某模型槳葉翼型段和槳尖段填充物的自動(dòng)化三維幾何建模,驗(yàn)證了本文提出的自動(dòng)化建模方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：直升機(jī) 旋翼 集成設(shè)計(jì)平臺(tái) 槳葉 優(yōu)化 自動(dòng)化建模
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V275.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 研究背景13
• 1.2 集成設(shè)計(jì)平臺(tái)概述13-16
• 1.2.1 集成設(shè)計(jì)平臺(tái)的研究現(xiàn)狀與技術(shù)優(yōu)勢(shì)13-14
• 1.2.2 集成設(shè)計(jì)平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)14-16
• 1.3 槳葉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述16-19
• 1.3.1 槳葉結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)17-18
• 1.3.2 復(fù)合材料槳葉組件的三維建模18-19
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 直升機(jī)旋翼結(jié)構(gòu)集成設(shè)計(jì)平臺(tái)軟件開發(fā)21-42
• 2.1 引言21-22
• 2.2 設(shè)計(jì)流程分析22-28
• 2.2.1 槳轂與自動(dòng)傾斜器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程22-23
• 2.2.2 槳葉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程23-25
• 2.2.3 旋翼調(diào)頻優(yōu)化設(shè)計(jì)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程25-27
• 2.2.4 集成平臺(tái)軟件總體設(shè)計(jì)流程27-28
• 2.3 應(yīng)用軟件集成技術(shù)28-31
• 2.3.1 CATIA軟件集成29
• 2.3.2 自研軟件集成29
• 2.3.3 iSight軟件集成29-31
• 2.4 數(shù)據(jù)管理技術(shù)31-34
• 2.4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)訪問技術(shù)31-32
• 2.4.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)32-34
• 2.5 軟件界面設(shè)計(jì)34-41
• 2.5.1 軟件輔助功能模塊界面35-36
• 2.5.2 槳轂與自動(dòng)傾斜器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)子系統(tǒng)界面36-38
• 2.5.3 槳葉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)子系統(tǒng)界面38-40
• 2.5.4 旋翼調(diào)頻優(yōu)化設(shè)計(jì)子系統(tǒng)界面40-41
• 2.6 小結(jié)41-42
• 第三章 復(fù)合材料槳葉的參數(shù)化定義與結(jié)構(gòu)特性分析42-48
• 3.1 引言42
• 3.2 復(fù)合材料槳葉組件的參數(shù)化定義方法42-45
• 3.2.1 接頭填塊定義方法42-43
• 3.2.2 蒙皮定義方法43-44
• 3.2.3 翼型段大梁定義方法44-45
• 3.2.4 翼型段后緣條定義方法45
• 3.3 復(fù)合材料槳葉的結(jié)構(gòu)特性分析方法45-47
• 3.3.1 槳葉剖面結(jié)構(gòu)特性參數(shù)計(jì)算45-46
• 3.3.2 整片槳葉結(jié)構(gòu)特性參數(shù)計(jì)算46-47
• 3.4 小結(jié)47-48
• 第四章 基于參數(shù)化定義的槳葉結(jié)構(gòu)優(yōu)化48-66
• 4.1 引言48
• 4.2 槳葉結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型48-53
• 4.2.1 設(shè)計(jì)變量的數(shù)學(xué)表達(dá)48-50
• 4.2.2 優(yōu)化約束50-51
• 4.2.3 優(yōu)化目標(biāo)51-52
• 4.2.4 優(yōu)化方法52-53
• 4.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)53-56
• 4.3.1 優(yōu)化支撐文件解析53-54
• 4.3.2 剖面優(yōu)化模型54-55
• 4.3.3 整體優(yōu)化模型55-56
• 4.4 槳葉結(jié)構(gòu)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)56-65
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)條件57-58
• 4.4.2 NSGA-II優(yōu)化結(jié)果58-60
• 4.4.3 種群規(guī)模和迭代次數(shù)的確定60-61
• 4.4.4 三種優(yōu)化算法結(jié)果比較61-62
• 4.4.5 槳葉整體優(yōu)化實(shí)驗(yàn)62-65
• 4.5 小結(jié)65-66
• 第五章 槳葉填充物的自動(dòng)化三維幾何建模66-75
• 5.1 引言66
• 5.2 填充物自動(dòng)建模的基本思路66-67
• 5.3 填充物外圍組件三維幾何建模67-70
• 5.3.1 多鋪層蒙皮結(jié)構(gòu)三維幾何建模67-69
• 5.3.2 大梁和后緣條的自動(dòng)三維幾何建模69-70
• 5.4 填充物三維幾何建模70-72
• 5.4.1 切割蒙皮內(nèi)表面70
• 5.4.2 生成橋接曲面70-71
• 5.4.3 生成左右封閉曲面71-72
• 5.4.4 生成填充物實(shí)體72
• 5.5 填充物建模實(shí)例72-74
• 5.5.1 多鋪層蒙皮三維幾何模型72-73
• 5.5.2 填充物三維幾何模型73-74
• 5.6 小結(jié)74-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 全文總結(jié)75-76
• 6.2 進(jìn)一步的研究工作76-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 致謝81-82
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的論文82

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 Jiang Xiangwen;Zhao Qijun;Zhao Guoqing;Li Peng;;Integrated optimization analyses of aerodynamic/stealth characteristics of helicopter rotor based on surrogate model[J];Chinese Journal of Aeronautics;2015年03期

2 曾偉;林永峰;黃水林;劉平安;;共軸雙旋翼槳轂減阻初步分析研究[J];直升機(jī)技術(shù);2014年04期

3 趙秋華;張麗艷;黃s，

本文編號(hào)：639006