可主动变形的波纹式蒙皮基体制备及驱动特性

论述一种适用于变体机翼的具有主动变形能力的波纹式柔性蒙皮基体制备方法,并制作了拉伸测试件,进行拉伸实验。实验结果显示,当伸长量小于4%时,蒙皮基体线性伸长,在此范围内,可利用蒙皮自身的弹性使其恢复到原始形状。测试基于形状记忆合金(SMA)驱动器的波纹式蒙皮的主动变形效果,给SMA驱动器通以电流,利用SMA的形状记忆效应驱动蒙皮基体变形,试验测试不同电流下基体伸长2%所需的时间,及利用自身弹力回复时的残余变形量,蒙皮基体自身产生的变形将大大降低变体机翼蒙皮变形时对驱动力的要求。     

基于碳纤维增强复合材料的柔性蒙皮性能研究

探索波纹式碳纤维增强复合材料作为变体机翼蒙皮的可行性,推导复合材料的密度、各相所占的分数、复合材料中的孔隙含量以及材料拉伸弹性模量的计算公式,研究结构纵向变形能力和横向承载能力。分析实验数据,并根据复合材料理论分析模型,得出试件理论拉伸曲线和三点弯曲载荷下的理论挠曲线,分别与实验数据进行比较。结果表明:复合材料中的孔隙含量小于1%,证明试件的有效性;弹性模量实验值与理论值误差约为5%;该结构有较好的纵向变形能力和横向承载能力,在弹性变形段内,理论曲线与测试曲线基本吻合,误差小于10%,证明波纹式碳纤维增强复合材料作为变体机翼蒙皮可行。     

可主动变形波纹蒙皮驱动控制及神经网络建模

为满足变体机翼蒙皮连续光滑以及大变形要求,提出一种可主动变形的波纹型蒙皮构型,并进行驱动试验。试验中使用恒流源控制激励电流强度,在驱动试验数据的基础上建立一个以电流强度为输入参量,驱动位移为输出参量的RBF神经网络模型。该模型逼近曲线较为准确和贴近实际驱动特性,最大预测相对误差小于6%。     

基于智能夹层的复合材料柔性蒙皮变形测量研究

探索变体机翼蒙皮拉伸变形测量的可行性,对波纹式复合材料蒙皮的变形测量方法进行研究。通过新配方制作了波纹式蒙皮试件,对其进行力学拉伸试验,分析蒙皮的力学性能。制作模块化的智能夹层,对安装在蒙皮上的智能夹层输出特性进行测试,并与直接粘贴在蒙皮表面的应变片输出特性进行对比分析。结果表明:通过新配方制作的柔性蒙皮线弹性范围达到0~7%;在蒙皮线弹性范围内智能夹层能有效测得应变数据,其应变灵敏系数相对于应变片由2.08降至1.84;由应变反推的蒙皮伸长量与实际伸长量较吻合。     

复合材料变体机翼后缘的动态特性研究

研究用于变体机翼后缘的U型复合材料蒙皮处于不同预变形下的动态特性。利用激振器对机翼后缘激振,模拟飞行中变体机翼后缘的环境振动,通过改变机翼后缘的偏转角度(0~25°),采集各U型波纹的动态应变信号进行数据分析。结果表明:蒙皮的预变形越大,振动所引起的U型蒙皮的变形越小;该蒙皮所能承受的机翼后缘角度偏转的安全工作范围为0~15°;用电阻应变片测量U型蒙皮波峰处的动态应变具有一定的实时性和可行性。     

变体机翼柔性蒙皮形状优化设计及试验分析

为满足变体机翼柔性蒙皮在沿波纹方向有较大变形量的要求,对半圆形波纹蒙皮基体的形状进行优化,得到一种纵向变形能力与横向承载能力均优于半圆形的波纹形状。建立该基体与半圆形基体拉伸与三点弯曲的有限元模型,结果表明,优化后蒙皮基体的拉伸伸长量提高25%,承载变形量减少44.1%。对试验件进行拉伸与三点弯曲试验,其结果与仿真吻合较好。优化后的蒙皮基体的纵向变形能力与横向承载能力都得到显著增强。     

大长径比弹箭在飞行时的柔性变形特性分析

对于远程火箭和杆式穿甲弹这类细长飞行体来说 ,随着弹体长径比的增大和飞行速度的提高 ,其在空中的柔性变形已经不可忽略 ,变形的大小可能远超过弹箭设计时所允许的公差 ,将严重影响弹箭的飞行性能。本文提出了大长径比弹箭在飞行时柔性弯曲的动力学模型和有限元模型 ,并对柔性变形进行了仿真分析 ,讨论了飞行速度和长径比等参数对飞行体变形的影响。研究结果对细长弹箭的设计具有一定参考价值     

基于SMA的飞行器变体机翼驱动结构研究

首先设计一种基于SMA驱动的可变体机翼后缘分段结构,通过相邻后缘段之间安装的偏转驱动结构,使结构的整体偏转通过后缘段累积效应实现,在此基础上制作该可变体机翼后缘的结构模型。其次,对SMA驱动元件在此机翼结构中的布局进行理论计算与仿真,验证设计驱动系统的可行性,并通过空载与加载不同状态下结构运动实验研究与仿真对比分析,近一步研究设计的SMA驱动可变体机翼后缘结构的承载能力与结构合理性。最终,设计的机翼后缘结构模型能够实现快速、稳定、连续的变形目的。     

仿鱼体柔性变形运动流噪声特性研究

鱼类游动具有低噪声、高效率等特点,鱼体摆动可抽象并表征为壁面的柔性变形运动。柔性变形将诱导产生复杂的涡系流场结构,其流噪声的形成机理及特性在很大程度上有别于常规问题。以美国国家航空咨询委员会开发的NACA0012翼型为研究对象,考虑流噪声计算的需求,建立可模拟柔性变形的数值模型。基于声类比理论获得其流噪声特性,揭示柔性变形对流噪声的影响机制,获得流噪声辐射场指向性。结果表明：柔性变形运动诱发的复杂涡系流场演变是流噪声的主要来源;不同方位下流噪声总声压级随距离的增加均呈衰减趋势;在柔性变形壁面正上方和正下方,辐射噪声达到极值,噪声指向与偶极子声源的辐射场特性最为相似。     

弹钢温变形特性研究及力学模型建立

用Ｄ６０、５８ＳｉＭｎ、６０Ｓｉ２Ｍｎ３种弹钢材料在Ｇｌｅｅｂｌｅ－１５００型热力模拟机上进行了温变形压缩实验，综合分析了各种变形条件以及变形组织对流变应力的影响，建立了常用弹钢温成形时的塑性流变力学模型及方程。通过分析比较，总结了弹钢温变形的一般规律，为采用温成形工艺生产弹体提供了依据。     

不同气动载荷对大长径比弹箭柔性变形的影响

为了得出大长径比弹箭在自由飞行过程中柔性变形的变化规律、变形量的大小和弹体变形后应力的分布情况,文中通过ANSYS软件进行网格设计、气动载荷的计算及结构的计算,采用流固耦合的数值计算方法对不同马赫数下自由飞行的弹箭进行耦合分析,得到了弹箭的变形量大小和全弹的应力分布,为大长径比弹箭的设计与研究提供相关的理论依据。     

基于变密度法的形状变化全柔性机构设计及实验研究

提出了使用基于连续体拓扑优化技术的全柔性机构实现自适应机翼的形状连续变化的设计方法。基于SIMP（solid isotropic material with penalization）密度刚度插值模型,以实际位移与目标位移之间的偏差为目标函数,材料用量为约束,使用优化准则法（OC）对该柔性机构进行了概念设计。对结果进行了边界光顺处理后使用ABS材料加工出了该柔性机构,并进行了形变的试验测试。试验结果表明该柔性机构能够实现预期的形状变化,证明了本文方法的正确性,为基于柔性机构技术的柔性机翼设计提供理论基础。     

具有可控柔性的双足行走机器人研究进展综述

为了增强机器人的行走效率,使机器人的步态更自然,并有助于机器人实现复杂的运动,在双足行走机器人中加入可控的柔性。在概述柔性可控双足行走机器人发展背景的基础上,介绍国内外基于主动控制和基于被动行走的2类柔性可控双足行走机器人的研究现状,针对目前柔性可控双足行走机器人面临的4大主要问题,提出其未来的发展趋势,主要包括:将柔性驱动器应用到柔性可控的双足行走机器人中;研究控制柔性的方法;将双足机器人与生物学研究相结合;在假肢、外骨骼等辅助行走设备中应用可控柔性。该研究可为实现效率高、步态自然、实用性强的双足行走机器人提供相关理论、方法及技术支持。     

大载荷大变形发动机动特性分析

针对大载荷大变形发动机动特性获取问题,设计冷摆和牵引释放两种试验方法,采用PolyMAX运行模态识别方法,获取其频率、阻尼比和振型。对比小激励力下模态试验结果,分析指出大载荷大变形下发动机频率比小激励下的低、阻尼比比小激励下的大。获取发动机大载荷大变形动特性时,建议采用更接近真实情况的冷摆或牵引释放试验结果。     

自适应机翼的发展现状及其关键技术研究

综述了近二十年来国内外自适应机翼技术的研究现状以及该领域需要解决的关键技术,对未来这一技术的发展和应用进行了展望。     

ZTC4变形速率和变形温度的研究

对铸造Ti-6Al-4V的原始组织进行了分析,得出原始组织形态的影响规律;相同的试样在相同的变形度、不同变形速率和不同变形温度的进行等温压缩变形,研究了其变性形后的内部组织并得出规律.     

柔性单翼末敏弹扫描运动研究

使用一个端部配重的单侧翼,以提供强非对称的气动力矩而导旋的单翼末敏弹系统,越来越受到各国末敏弹研制者的重视.在这种系统中,单翼的柔性变形是客观存在的.在小变形的假设下,分析了系统的受力情况,建立了系统的7自由度模型.程序算例表明,这种柔性结构可以实现稳态扫描,因此该模型可用于末敏弹总体及其稳态扫描装置设计的研究中.