本文關(guān)鍵詞：單人飛行器充氣式旋翼的設(shè)計(jì)與研究

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【摘要】：旋翼是單人飛行器的主要升力部件。旋翼槳葉尺寸較大，會(huì)使單人飛行器在地面停放時(shí)占用很大的空間。將旋翼進(jìn)行折疊可有效地控制單人飛行器在運(yùn)輸和存放中的空間需求。然而現(xiàn)有的旋翼折疊技術(shù)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易磨損和難維護(hù)等問題。為解決這些問題，本文在參考國內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上，探索充氣式結(jié)構(gòu)在旋翼折疊方面應(yīng)用的可能性。論文主要工作如下： （1）對(duì)充氣式槳葉進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。確定了充氣式槳葉的主要總體參數(shù)和槳葉翼型、平面形狀及攻角，按照充氣式槳葉理論外形，，構(gòu)建了充氣式槳葉的三維模型。 （2）基于葉素理論對(duì)旋翼拉力進(jìn)行了求解，可得旋翼拉力大于起飛重力，滿足了起飛條件。對(duì)同尺寸下的充氣式槳葉和常規(guī)槳葉進(jìn)行了流場(chǎng)分析，觀察比較了兩種槳葉的氣動(dòng)特性。 （3）對(duì)不同材料下的充氣式槳葉有限元模型進(jìn)行了非線性靜力學(xué)計(jì)算，選擇出了適合作為充氣式槳葉的材料。在此基礎(chǔ)上，對(duì)不同充氣壓強(qiáng)下的充氣式槳葉抗彎剛度進(jìn)行了研究。 （4）將預(yù)充氣下的充氣式槳葉進(jìn)行振動(dòng)特性分析，得到了前10階模態(tài)的頻率及振型。而后對(duì)20組不同充氣壓強(qiáng)條件下的充氣式槳葉進(jìn)行模態(tài)分析，研究前10階模態(tài)隨充氣壓強(qiáng)的變化規(guī)律。結(jié)果顯示，充氣式槳葉的前10階模態(tài)受壓強(qiáng)影響很小，各階振型不復(fù)雜。
【關(guān)鍵詞】：折疊翼 單人飛行器 充氣式槳葉 流固耦合 模態(tài)分析
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V224;V27
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 課題背景及意義8-10
• 1.2 國內(nèi)、外的研究動(dòng)態(tài)10-14
• 1.2.1 充氣翼結(jié)構(gòu)在航空航天中的應(yīng)用10-13
• 1.2.2 充氣翼結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 研究內(nèi)容14-16
• 第二章 充氣式槳葉的初步設(shè)計(jì)16-29
• 2.1 引言16
• 2.2 直升機(jī)和旋翼的主要總體參數(shù)的分析16-20
• 2.2.1 總重16-18
• 2.2.2 旋翼槳葉片數(shù)和槳葉寬度18-19
• 2.2.3 旋翼直徑和實(shí)度19
• 2.2.4 單位槳盤載荷19-20
• 2.2.5 旋翼轉(zhuǎn)速和槳尖速度20
• 2.3 充氣式槳葉外形設(shè)計(jì)20-23
• 2.4 充氣式槳葉結(jié)構(gòu)成型23-28
• 2.4.1 薄膜理論23-26
• 2.4.2 結(jié)構(gòu)成型26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 充氣式槳葉的氣動(dòng)分析29-41
• 3.1 引言29
• 3.2 充氣式槳葉葉素理論29-32
• 3.3 充氣式槳葉剖面氣動(dòng)性能分析32-36
• 3.4 基于三維數(shù)值仿真的氣動(dòng)特性分析36-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 充氣式槳葉的剛度分析41-52
• 4.1 引言41
• 4.2 充氣式槳葉的材料選擇41-42
• 4.3 殼單元和膜單元在充氣槳葉分析上的比較42-46
• 4.3.1 算例 142-45
• 4.3.2 算例 245-46
• 4.4 靜力學(xué)分析46-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第五章 充氣式槳葉的振動(dòng)特性分析52-59
• 5.1 引言52
• 5.2 預(yù)充氣下的模態(tài)分析52-55
• 5.3 充氣壓強(qiáng)對(duì)振動(dòng)特性的影響55-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 第六章 結(jié)論59-61
• 6.1 工作總結(jié)59
• 6.2 存在的不足和工作展望59-61
• 附錄61-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果82-83
• 致謝83-84

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：686491