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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
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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
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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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