某航弹折叠翼的有限元分析与试验研究

论文摘要

可折叠弹翼能够满足航弹智能变形的要求,其结构参数、展开特性直接影响航弹的气动特性和弹道轨迹,因而对折叠翼结构和展开过程的分析尤为重要。本文以折叠翼为研究对象,对其结构组成及各部件的工作原理进行研究,建立了折叠翼的三维有限元模型,进行了静力学与模态有限元分析和展开机构运动特性及仿真分析,并对其进行静力试验和展开试验,验证模型建立的准确性、分析方法的合理性。首先对折叠翼结构组成及各部件的工作原理进行研究；通过有限元分析技术建立折叠翼有限元模型,对其进行静力学分析,模拟实际受力位置进行加载,直观地展现了弹翼的应力场、位移场、分析了翼片的强度；对折叠翼进行模态分析,得到了弹翼的固有频率和固有振型。在ADAMS平台上,应用虚拟样机技术,对可折叠机翼的折叠过程进行了运动特性仿真分析,模拟计算了折叠翼的运动过程,得到了活动翼的角速度、角加速度、展开时间等性能参数。对折叠翼进行了静力试验和展开试验,得到折叠翼在使用载荷、设计载荷作用下的应力分布、变形形态、最大承载能力、折叠翼展开时间、气缸最大压力值、角速度、角加速度等性能参数。最后,对折叠翼的结构、材料等提出了改进建议。分析了能源组件作动筒节流孔三种不同尺寸孔径的气缸压力峰值大小、峰值时间,确定了更合理的方案。并对两种复合材料折叠翼的性能进行了计算分析,选取碳纤维材料用于活动翼的设计制作。本文的研究工作为折叠翼机构的改进和设计制造提供了参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第2章 折叠翼静力学与模态的有限元分析
• 2.1 折叠翼机构组成
• 2.2 折叠翼静力学特性有限元分析
• 2.2.1 静力学分析理论基础
• 2.2.2 有限元分析模型
• 2.2.3 单元选取及网格划分
• 2.2.4 边界约束条件和载荷
• 2.2.5 计算结果及分析
• 2.3 折叠翼模态有限元分析
• 2.3.1 模态分析基本理论
• 2.3.2 模态分析方法与过程
• 2.3.3 计算结果及分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 折叠翼运动特性及仿真分析
• 3.1 折叠翼机构模型
• 3.2 折叠翼运动仿真平台
• 3.3 折叠翼运动仿真分析
• 3.3.1 仿真模型的建立
• 3.3.2 运动副和运动约束的定义
• 3.3.3 载荷的施加
• 3.3.4 计算结果及分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 折叠翼性能的试验研究
• 4.1 折叠翼静力试验
• 4.1.1 静力试验概述
• 4.1.2 静力试验测试系统
• 4.1.3 静力试验方法与过程
• 4.1.4 试验结果及分析
• 4.2 折叠翼展开试验
• 4.2.1 展开试验概述
• 4.2.2 展开试验测试系统
• 4.2.3 展开试验方法与过程
• 4.2.4 试验结果及分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 折叠翼的结构及材料改进
• 5.1 折叠翼的结构改进
• 5.1.1 能源机构的改进
• 5.1.2 活动翼外形的改进
• 5.2 活动翼的材料改进
• 5.2.1 复合材料特性
• 5.2.2 计算结果及分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及取得的科研成果
• 致谢