近年來,隨著航空工業(yè)和電子信息技術的發(fā)展,無人機技術得到快速發(fā)展,通過將共型承載天線和無人機結合,可以實現(xiàn)無人機的空中預警。但由于飛機自身重力和擾動氣流的影響,導致機翼的形狀發(fā)生變形,使機翼中的共型承載天線的電性能下降,影響無人預警機的偵查、預警性能。為了能夠保證共型承載天線的正常工作,需要實時的感知機翼的變形以便對天線電性能做出補償。本文以某型無人機機翼為研究對象,以基于應變的偽有限元變形重構理論為基礎,在等截面梁變形重構的基礎上,推導適用于變截面梁和空間梁的變形重構方法,完成無人機機翼的變形重構。并加工機翼試驗件,實驗驗證使用偽有限元法在實際應用中對機翼變形重構的準確性。本文第一部分首先根據(jù)機翼的結構特點,確定將機翼等效為空間梁結構進行變形重構,該空間梁由等截面梁和變截面梁共同組成。然后以鐵木辛柯梁理論為基礎,詳細推導等截面梁變形重構的偽有限元法,并以等截面懸臂圓梁為例,通過仿真驗證了偽有限元法對等截面梁變形重構的效果。本文第二部分針對機翼具有變截面梁和空間梁的特點,展開了變截面梁和空間梁變形重構的偽有限元法的研究。針對空間梁的變形重構,通過對局部單元變形重構方程中類剛度矩陣和類載荷向量的坐標轉換,實現(xiàn)對離散單元的變形重構方程的組集,得到空間梁全域的變形重構的偽有限元模型。并以空間梁結構為例,通過仿真與實驗驗證了推導方法的可行性。變截面梁的截面尺寸漸變,導致等截面梁變形重構的位移函數(shù)和截面應變的求解方法不適用于變截面梁的問題,根據(jù)變截面梁的截面尺寸變化函數(shù)和單元本構關系,推導了適用于變截面梁變形重構的位移函數(shù)和截面應變求解方法,將偽有限元法擴展到變截面梁的變形重構。并通過仿真驗證該方法對變截面梁變形重構的有效性。最后,建立某型機翼的有限元模型,進行靜力學分析。利用上述推導的等截面梁、變截面梁和空間梁變形重構的偽有限元法完成了對機翼變形重構的仿真,驗證了使用上述方法對機翼變形重構的有效性。通過設計加工機翼試驗件并進行加載實驗,利用應變測量系統(tǒng)得到機翼表面應變數(shù)據(jù)對變形進行重構,并和位移測量系統(tǒng)得到的機翼變形數(shù)據(jù)進行比較,驗證了上述推導的偽有限元法在實際應用中對機翼變形重構的適用性。
【學位單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：V279;V214.1
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
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縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 變形重構概述
    1.3 基于應變的變形重構算法
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要內容
第二章 等截面梁的變形重構
    2.1 機翼的結構特點和模型等效
    2.2 鐵木辛柯梁理論
    2.3 等截面梁的偽有限元法
        2.3.1 偽有限元法數(shù)學模型
        2.3.2 構造形函數(shù)
        2.3.3 計算真實截面應變
    2.4 等截面梁的建模與仿真
    2.5 小結
第三章 空間梁結構的變形重構
    3.1 空間梁結構的偽有限元法
        3.1.1 空間梁結構分析
        3.1.2 類剛度矩陣的坐標轉換
        3.1.3 類剛度矩陣的組集
    3.2 空間梁結構的建模與仿真
        3.2.1 空間梁結構的有限元建模
        3.2.2 確定轉換矩陣
        3.2.3 空間梁結構的變形重構仿真
    3.3 空間梁結構的變形重構實驗
    3.4 小結
第四章 變截面梁的變形重構
    4.1 變截面梁的結構特點
    4.2 變截面梁的位移函數(shù)
        4.2.1 等效截面剛度
        4.2.2 構造位移函數(shù)
    4.3 變截面梁的截面應變求解
    4.4 變截面梁的建模與仿真
    4.5 小結
第五章 機翼的變形重構
    5.1 機翼的有限元建模與仿真
        5.1.1 機翼的有限元建模
        5.1.2 機翼的有限元仿真
    5.2 機翼模型的變形重構與分析
        5.2.1 機翼模型的變形重構
        5.2.2 變形重構精度分析
    5.3機翼的變形重構實驗
        5.3.1 應變測量系統(tǒng)
        5.3.2 位移測量系統(tǒng)
        5.3.3 機翼實驗件
    5.4 實驗設計與結果分析
        5.4.1 實驗設計
        5.4.2 實驗結果分析
    5.5 小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
附錄
參考文獻
致謝
作者簡介

【相似文獻】

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