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变体后缘的索网传动机构设计与分析 被引量：10
1
作者 尹维龙 石庆华 田东奎 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1824-1831,共8页
为了提高变体后缘的驱动效率,提出了一种可放大驱动力的索网传动机构。采用梁模型推导了单节点索网/基板弯曲变形的非线性微分方程,给出了基于有限差分法的迭代格式。数值模拟结果表明:索网机构比单索机构具有更高的驱动效率,降低了驱... 为了提高变体后缘的驱动效率,提出了一种可放大驱动力的索网传动机构。采用梁模型推导了单节点索网/基板弯曲变形的非线性微分方程,给出了基于有限差分法的迭代格式。数值模拟结果表明:索网机构比单索机构具有更高的驱动效率,降低了驱动器的最大驱动力;降低了基板的最大弯矩,且使最大弯矩点后移。最后,设计了单索和索网机构驱动钢板弯曲变形的实验装置,给出了钢板自由端垂直位移和外载关系的实验结果,结果表明当钢板等效偏转角的设计值为10°时,索网机构的最大驱动力比单索机构降低了41%。 展开更多
关键词 变体飞行器 变体后缘 传动机构 软式传动 索网传动 力放大
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柔性变弯度后缘机翼的风洞试验模型优化设计 被引量：8
2
作者 张桢锴 贾思嘉 +1 位作者 宋晨 杨超 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期319-332,共14页
本文通过优化的方式设计了一种具有较高变形精度的适用于变体飞行器的柔性后缘变弯度装置。该装置通过结构的弹性变形传递力和运动,包括驱动器、一体成型的蒙皮与梁结构组成。在给定的结构拓扑形状下,为了寻找到最优的驱动、结构参数,... 本文通过优化的方式设计了一种具有较高变形精度的适用于变体飞行器的柔性后缘变弯度装置。该装置通过结构的弹性变形传递力和运动,包括驱动器、一体成型的蒙皮与梁结构组成。在给定的结构拓扑形状下,为了寻找到最优的驱动、结构参数,本文系统化地提出了柔性变弯度后缘的设计框架。该设计框架包括了变弯度机翼外形参数化方法、变弯度气动外形的优化设计方法和结构参数优化方法,求解结构变形时考虑了几何非线性大变形,采用最小平方误差和考虑空间顺序的Fréchet距离来衡量后缘真实变形与目标变形之间的相似性。对比研究表明,最小误差距离不能捕捉到局部的噪声,而Fréchet距离可以很好地控制最大的变形误差,所需迭代次数较少,并能获得整体变形精度较高的结果。数值仿真验证了所提出的优化方法的有效性。本文对多种具有不同拓扑的初始结构进行参数优化,最大能提高91%变形精度。最后,利用增材制造技术实现了柔性变弯度后缘翼段,该部件具备下偏22.5°,上偏7.5°的变形能力。 展开更多
关键词 变弯度后缘 柔顺机构 优化设计 风洞试验模型 形状相似性描述
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后缘柔性可变形翼肋模块设计分析与试验 被引量：4
3
作者 雷朝辉 宋晨 +1 位作者 张桢锴 杨超 《工程与试验》 2020年第4期16-22,共7页
柔顺翼肋变形驱动是一种简洁、高效、可实现的新型变体结构形式,基于柔顺翼肋设计了一套可连续改变弯度的后缘柔性翼肋模块,针对典型工况对可变形机翼的气动载荷分布和静力学特性进行了计算分析;制作了后缘柔性翼肋模块并开展了变形测... 柔顺翼肋变形驱动是一种简洁、高效、可实现的新型变体结构形式,基于柔顺翼肋设计了一套可连续改变弯度的后缘柔性翼肋模块,针对典型工况对可变形机翼的气动载荷分布和静力学特性进行了计算分析;制作了后缘柔性翼肋模块并开展了变形测试。结果表明,该构型方案可以实现连续光滑的变形,后缘偏转达到±15°,偏转速率达到10°/s,是一种实用的变体机翼变形驱动方案。 展开更多
关键词 变弯度 柔性翼肋 柔性后缘 模块化设计
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变体后缘索网传动机构的优化设计 被引量：1
4
作者 尹维龙 张大为 +1 位作者 石庆华 姚永涛 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期292-296,共5页
变体后缘索网机构的驱动效率很大程度上取决于各个索的空间布置。首先,建立了索网机构的力学模型,给出了索网/基板非线性微分方程的差分迭代格式;然后,采用响应面法,建立了驱动力和索蒙皮最小距离的显式函数;最后,采用序列二次规划算法... 变体后缘索网机构的驱动效率很大程度上取决于各个索的空间布置。首先,建立了索网机构的力学模型,给出了索网/基板非线性微分方程的差分迭代格式;然后,采用响应面法,建立了驱动力和索蒙皮最小距离的显式函数;最后,采用序列二次规划算法来求解该优化问题。计算结果表明:驱动力和索蒙皮最小距离的响应面模型具有很高的拟合精度;优化后索网机构的驱动力降低了27.7%。 展开更多
关键词 飞行器设计 变体后缘 索网 优化
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可连续光滑偏转后缘的变弯度翼型气动特性分析 被引量：43
5
作者 陈钱 白鹏 +3 位作者 尹维龙 冷劲松 詹慧玲 刘子强 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期46-53,共8页
以变弯度翼型为研究对象,计算了其六种外形的绕流流场,分析了不同的连续光滑变形翼型与传统偏转翼型的气动特性,讨论了变形参数对气动特性的影响,研究了气动特性的产生机理;与此同时,以形状记忆聚合物柔性蒙皮和机械结构实现了可连续光... 以变弯度翼型为研究对象,计算了其六种外形的绕流流场,分析了不同的连续光滑变形翼型与传统偏转翼型的气动特性,讨论了变形参数对气动特性的影响,研究了气动特性的产生机理;与此同时,以形状记忆聚合物柔性蒙皮和机械结构实现了可连续光滑偏转后缘的变弯度翼型,并在风洞实验中测试了其气动特性。计算和实验结果表明:可连续光滑偏转后缘的变弯度翼型能改进传统主翼-简单襟翼翼型的气动特性和流场分离特性;可变形段范围、转轴位置、后缘偏转角度、后缘高度等变形参数对气动特性具有显著影响。 展开更多
关键词 变弯度翼型 气动特性 流动机理 连续光滑偏转后缘 形状记忆聚合物
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基于变弯度后缘的机翼阵风响应减缓数值研究 被引量：3
6
作者 尉濡恺 戴玉婷 +1 位作者 杨超 于思恒 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1864-1874,共11页
针对带有变弯度后缘的机翼建立了阵风响应分析的数学模型,并开展了阵风响应减缓的仿真研究。采用计算流体力学(CFD)方法计算变弯度后缘给定动态偏转运动下的广义非定常气动力,并基于状态观测器法辨识CFD数据建立后缘动态偏转下的广义气... 针对带有变弯度后缘的机翼建立了阵风响应分析的数学模型,并开展了阵风响应减缓的仿真研究。采用计算流体力学(CFD)方法计算变弯度后缘给定动态偏转运动下的广义非定常气动力,并基于状态观测器法辨识CFD数据建立后缘动态偏转下的广义气动力模型,采用面元法计算模态运动、阵风引起的广义气动力,利用广义预测控制(GPC)方法设计阵风减缓控制律,在此基础上对变弯度后缘与传统铰链舵面动态气动力特性进行对比。仿真结果表明:基于变弯度后缘的GPC方法能够有效减缓由阵风引起的机翼翼尖加速度响应,翼尖加速度减缓效率为44.33%;相比传统铰链舵面,变弯度后缘偏转时弦向剖面上下表面压力分布更连续,相同舵偏下对机翼动态气动力影响更大,阵风响应减缓效率也更高,采用变弯度后缘进行阵风减缓具有更为广阔的应用前景。 展开更多
关键词 变弯度后缘 阵风响应减缓 降阶模型 主动控制 非定常气动力
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跨声速巡航态连续光滑偏转后缘翼型气动特性 被引量：4
7
作者 梁海朝 曾进远 +1 位作者 陈钱 白鹏 《航空科学技术》 2021年第5期7-16,共10页
以连续光滑偏转后缘变弯度跨声速翼型为研究对象,对其开展了巡航状态绕流数值模拟,研究了其气动特性并与基本翼型和简单襟翼偏转后缘变弯度翼型的气动特性进行了比较。基本翼型采用RAE 2822超临界翼型;绕流数值模拟采用雷诺平均Navier-S... 以连续光滑偏转后缘变弯度跨声速翼型为研究对象,对其开展了巡航状态绕流数值模拟,研究了其气动特性并与基本翼型和简单襟翼偏转后缘变弯度翼型的气动特性进行了比较。基本翼型采用RAE 2822超临界翼型;绕流数值模拟采用雷诺平均Navier-Stokes方法,通过与基本翼型试验数据比较,确认了数值模拟方法的准确性。研究发现,跨声速巡航状态下,连续光滑偏转后缘翼型能通过小偏转角变弯度来减小翼型的压阻及总阻力,从而可在巡航过程中升力系数变化条件下实时改善翼型气动特性;这种气动效益在简单襟翼偏转后缘翼型上也能达到同等程度甚至略有增大,表明从气动特性的角度而言跨声速巡航态小偏转角变弯度情形对变弯度方式的敏感性小于已有研究中关注的低速飞行大偏转角变弯度情形,因而跨声速巡航态需要更精细的变弯度方式设计。 展开更多
关键词 变弯度翼型 连续光滑偏转后缘 超临界翼型 跨声速巡航 气动特性
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SMA驱动变体机翼后缘结构力学分析 被引量：2
8
作者 王奇 徐志伟 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期904-910,共7页
对基于形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)丝驱动器的多关节变体机翼后缘模型,在指定飞行工况下结构的整体极限偏转角度是最重要的设计指标。本文根据SMA驱动器的力学本构模型,建立了在控制回复状态下的SMA-弹簧模型。基于N-S方程编... 对基于形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)丝驱动器的多关节变体机翼后缘模型,在指定飞行工况下结构的整体极限偏转角度是最重要的设计指标。本文根据SMA驱动器的力学本构模型,建立了在控制回复状态下的SMA-弹簧模型。基于N-S方程编制了2D流场求解器,并使用网格重构技术建立了后缘偏转时的多套流场网格,通过将后缘结构所受的气动载荷力矩对应施加于后缘结构的各个关节,在ANSYS静力分析模块中对后缘的偏转过程进行了数值仿真,考察了变体后缘的整体极限偏转角度。为验证仿真结果,对变体后缘结构进行了模拟加载实验。实验结果表明,本文使用的数值计算方法能够较为准确地预测变体后缘的整体极限偏转角度。 展开更多
关键词 测试计量技术及仪器 变体机翼后缘 形状记忆合金 N-S方程 力学分析
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