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题名某型系留无人机复合材料机体结构优化设计与分析
被引量：10
- 1
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作者
冯琨程
高九州
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机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
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出处
《玻璃钢／复合材料》
CSCD
北大核心
2018年第10期56-61,共6页
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基金
中国科学院重点科技成果转化项目(Y7293UF170)
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文摘
系留无人机是一种依靠地面系留线缆供电与通信,可长时间留空飞行的无人飞行平台。系留供电方法有效解决了当前多旋翼无人机续航时间过短的问题,适用于军事监控、公共安全、消防等领域。在无人机机体结构设计方案中,为提高无人机飞行高度,必须减轻结构重量,所以机体外壳多采用复合材料设计。复合材料在比强度和比刚度、加工制造等方面优于其他传统材料,在无人机结构中得到了广泛的应用。由于复合材料层合板在生产加工过程中具有可设计性,在复合材料中已经成为使用最多的一种结构形式。以某型系留无人机机体外壳为研究对象,将系留无人机机体结构进行有限元模型简化处理,以模型总体质量作为优化的最终目标函数,以无人机结构外壳的复合材料失效因子作为约束条件,应用工程优化软件对复合材料机体外壳进行自由尺寸优化,整个优化过程需要同时满足复合材料强度及刚度要求。最终从自由尺寸优化结果可以看出,机体结构材料的层间厚度发生了显著变化。与结构设计初期方案比较,经过优化的复合材料铺层厚度降低,最终减轻了无人机总体重量。
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关键词
系留无人机
机体结构模型
复合材料
有限元模型
自由尺寸优化
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Keywords
tethered hovering unmanned aerial vehicle
airframe structure model
composite material
finite element model
free-sizing optimization
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分类号
TB332
[一般工业技术—材料科学与工程]
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题名具有间隙非线性的全动舵系统的颤振分析
被引量：3
- 2
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作者
张恩阳
宋荣志
冯琨程
陆振玉
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机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
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出处
《兵器装备工程学报》
CAS
2016年第1期136-141,160,共7页
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文摘
研究了超声速来流中含间隙舵系统的颤振问题。通过建立舵机传动机构的动力学方程并采用翼段模型和活塞理论,导出了俯仰方向含有间隙的舵面的非线性气动弹性动力学方程,利用Hopf分叉理论计算了舵面的颤振速度,并采用描述函数法分析了含间隙舵面的气动弹性响应。在此基础上,研究了传动机构的动态特性和间隙对舵面的颤振速度和极限环振荡行为的影响。研究表明:舵机静刚度较低时,需要考虑其动刚度对颤振速度的影响;仅当间隙内的俯仰刚度较小时,舵面的气弹响应才会发生亚临界Hopf分叉;在飞行速度一定的情况下,间隙量增大1倍,极限环振荡的振幅近似增加1倍。
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关键词
间隙非线性
动刚度
颤振
极限环振荡
HOPF分叉
描述函数法
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Keywords
freeplay nonlinearity
dynamic stiffness
flutter
limit cycle oscillation （LCO）
Hopf bifurcation
describing function method
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分类号
V215.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名无人机弹射蜂窝夹层结构破坏分析工程估算方法研究
被引量：1
- 3
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作者
张恩阳
刘波
陆振玉
冯琨程
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机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
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出处
《玻璃钢／复合材料》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第9期5-10,共6页
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基金
国家自然科学基金青年基金(51305421)
吉林省科技发展项目青年基金(20140520137JH)
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文摘
复合材料蜂窝夹层结构广泛应用于小型无人机机体结构,蜂窝夹层结构设计需要满足无人机使用技术的不断发展的要求。就某小型无人机弹射试验破坏的问题,基于经典梁弯曲理论与Reissner剪切理论薄面板的基本假设进行了分析模型建立与工程估算分析,并与有限元结果进行对比分析,结果为上面板最大应力偏差为3%,下面板最大应力偏差为10.8%,与试验破坏结果具有较好的一致性。研究结果表明,该工程估算方法对实际蜂窝夹层结构设计具有一定的指导意义。
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关键词
无人机
弹射
蜂窝夹层结构
工程估算
有限元
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Keywords
UAV
launching
honeycomb sandwich
engineering estimate
FEM
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分类号
TB332
[一般工业技术—材料科学与工程]
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题名某电磁弹射无人机复合材料机翼结构优化设计与分析
被引量：1
- 4
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作者
刘波
冯琨程
张恩阳
陆振玉
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机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
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出处
《玻璃钢／复合材料》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第12期5-11,共7页
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基金
吉林省与中国科学院科技合作高技术产业化专项资金(2013SYHZ0005)
中国科学院国防科技创新重点部署项目(Y45137F140)
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文摘
无人机已经成为航空领域重要成员之一。在无人机初步设计阶段,为减轻其结构重量,采用复合材料设计。复合材料在比强度和比刚度以及抗振和加工制造等方面优于其他传统材料,在无人机结构中得到了广泛的应用。由于复合材料层合板在生产加工过程中具有可设计性,在复合材料中已经成为使用最多的一种结构形式。以某型号电磁弹射无人机机翼为研究对象,建立了复合材料机翼结构的有限元模型,将机翼的结构重量作为优化目标,以机翼翼尖挠度和复合材料失效因子为约束条件,应用工程优化软件对复合材料翼面结构进行自由尺寸优化,整个优化过程需同时满足机翼强度及刚度要求。最终自由尺寸优化结果表明,复合材料的铺层比例和厚度分布在优化后得到了重新设计,比较之前的结构方案,优化后的铺层设计能够有效降低机翼结构质量,实现减重的优化目标。
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关键词
无人机
复合材料
机翼结构
有限元模型
自由尺寸优化
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Keywords
unmanned aerial vehicle
composite
wing structure
finite element model
free-sizing optimization
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分类号
TB332
[一般工业技术—材料科学与工程]
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题名板翅式换热器夹层结构等效模型研究及数值分析
被引量：1
- 5
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作者
冯琨程
刘波
张恩阳
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机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
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出处
《玻璃钢／复合材料》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期10-16,共7页
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基金
吉林省与中国科学院科技合作高技术产业化专项资金(2013SYHZ0005)
中国科学院国防科技创新重点部署项目(Y45137F140)
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文摘
依据薄板小挠度弯曲变形理论和正交各向异性夹层板弯曲变形理论,对板翅式换热器这种特定的金属夹层结构进行等效模型研究,通过建立有限元等效模型的方法研究板翅式换热器的力学参数。使用有限元前处理软件Patran对换热器夹层结构进行几何简化并独立成具有代表性的胞元,在多种边界条件下,提取胞元的应变分量和弯曲内力。结合夹层板应力与应变的本构关系计算刚度矩阵,从而求出宏观等效弹性常数。通过该方法可以将板翅式换热器夹层板等效成连续材料的单层板单元,最后将等效计算模型的力学参数用于板翅式换热器的模态分析,并与模态实验分析结果进行对比,验证等效分析方法的合理性和有效性。
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关键词
板翅式换热器夹层结构
有限元等效模型
本构关系
等效弹性常数
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Keywords
plate-fin heat exchanger sandwich panels
finite element equivalent model
constitutive relations
equivalent elastic constant
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分类号
TB332
[一般工业技术—材料科学与工程]
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题名Hα太阳空间望远镜热设计
- 6
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作者
关洪宇
王蕾
冯琨程
许艳军
江帆
韩诚山
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机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院大学
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2023年第1期246-252,共7页
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基金
Hα太阳空间望远镜。
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文摘
Hα太阳空间望远镜具有对日光谱成像及全日面成像功能,具有多功能、高度集成化的特点。它位于卫星载荷舱内,在轨姿态多变,并且具有连续观测的工作模式,焦平面组件及电单机工作热环境苛刻,对热设计提出较高要求。通过星载一体化设计及相机结构合理布局,在卫星舱板靠近相机处预留辐射散热通道,合理设计散热面将工作热耗快速导出,保证各部组件温度满足指标要求。搭建热平衡试验平台,对高低温工况下的热分析和热平衡试验及在轨数据进行对比,同一工况下各电单机最大温差≤4℃,对热设计的正确性进行了验证。保证了Hα太阳空间望远镜在复杂空间环境下的正常工作,对此类空间太阳望远镜热控设计具有一定的借鉴意义。
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关键词
热设计
有限元分析
热平衡试验
太阳空间望远镜
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Keywords
thermal design
finite element analysis
thermal equilibrium test
solar space telescope
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分类号
V19
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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