從工程數(shù)學(xué)求解和有限元分析角度對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析方法進(jìn)行研究,基于這兩個(gè)方面分別建立了同時(shí)考慮壁板穩(wěn)定性約束和氣動(dòng)彈性約束的氣動(dòng)彈性優(yōu)化技術(shù),并以大展弦比復(fù)合材料機(jī)翼為對(duì)象,進(jìn)行氣動(dòng)彈性綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)。研究表明,機(jī)翼氣動(dòng)彈性優(yōu)化中若不考慮穩(wěn)定性約束條件,雖然可以獲得較小結(jié)構(gòu)重量,但往往不滿足穩(wěn)定性要求;相比從有限元角度考慮結(jié)構(gòu)失穩(wěn)特征的氣動(dòng)彈性綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,通過(guò)工程數(shù)學(xué)方法對(duì)機(jī)翼結(jié)構(gòu)進(jìn)行分區(qū)失穩(wěn)分析優(yōu)化可以更加精準(zhǔn)地控制變量,在滿足各項(xiàng)性能指標(biāo),特別是穩(wěn)定性約束的同時(shí),進(jìn)一步減輕了結(jié)構(gòu)重量,提高了結(jié)構(gòu)失穩(wěn)因子。 

【文章來(lái)源】：力學(xué)與實(shí)踐. 2020,42(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

有限元模型示意

根據(jù)翼面層壓壁板的一般設(shè)計(jì)原則和大展弦比機(jī)翼的受力特點(diǎn)，并參照對(duì)應(yīng)金屬機(jī)翼剛度分布，設(shè)置優(yōu)化策略如下：上下蒙皮采用對(duì)稱均衡鋪層；蒙皮復(fù)合材料的0?，±45?，90?的鋪層比例設(shè)定為5:4:1,0?纖維參考方向?yàn)楹卸沃邢揖�方向。上下蒙皮均沿展向分為24個(gè)區(qū)域，厚度分別用不同的設(shè)計(jì)變量進(jìn)行關(guān)聯(lián)優(yōu)化，發(fā)動(dòng)機(jī)以外蒙皮厚度沿翼尖到翼根方向遞增，發(fā)動(dòng)機(jī)以內(nèi)始到翼根方向遞減；弦向分5個(gè)區(qū)域，鋪層厚度由后緣向前緣遞減，蒙皮變量區(qū)域劃分如圖2所示；前后梁上下突緣采用6:3:1比例鋪層層合板，建模時(shí)將復(fù)合材料剛度折算為各向同性材料屬性后用桿單元建立。梁上下突緣的面積分別用不同的設(shè)計(jì)變量進(jìn)行關(guān)聯(lián)優(yōu)化，前后梁上下突緣沿展向分別分為24段，如圖2所示。4 優(yōu)化結(jié)果分析

本文復(fù)合材料翼盒結(jié)構(gòu)為常規(guī)布局，采用典型的雙梁多肋、加筋蒙皮結(jié)構(gòu)。機(jī)翼上下蒙皮、翼肋、前后梁腹板采用復(fù)合材料層合板單元建模，前后梁突緣、上下桁條仍采用桿單元建模，但材料屬性采用復(fù)合材料層合板鋪層單元?jiǎng)偠日鬯愕霓k法進(jìn)行替換；氣動(dòng)力計(jì)算使用亞音速偶極子格網(wǎng)法。結(jié)構(gòu)有限元模型和氣動(dòng)力模型如圖1所示。3 氣動(dòng)彈性優(yōu)化設(shè)計(jì)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]復(fù)合材料壁板鋪層參數(shù)對(duì)大展弦比機(jī)翼氣動(dòng)彈性優(yōu)化的影響[J]. 周磊,萬(wàn)志強(qiáng),楊超.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2013(05)
[2]大型飛機(jī)復(fù)合材料機(jī)翼壁板氣動(dòng)彈性優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 梁路,萬(wàn)志強(qiáng),楊超.  中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2012(06)
[3]非均衡鋪層壁板復(fù)合材料機(jī)翼氣動(dòng)彈性分析[J]. 萬(wàn)志強(qiáng),邵珂,楊超,王科.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2008(01)

碩士論文
[1]復(fù)合材料前掠機(jī)翼的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 王紅偉.南京航空航天大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3320639