復(fù)合材料機(jī)翼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、復(fù)合材料擁有強(qiáng)度高、剛度大、質(zhì)量輕，并具有抗疲勞、減振、耐高溫、可設(shè)計(jì)等一系列優(yōu)點(diǎn)，從而被廣泛的應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域[1]。本文遵從復(fù)合材料力學(xué)和飛機(jī)機(jī)翼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論，參考空客A320及波音737飛機(jī)的參數(shù)，設(shè)計(jì)了一個(gè)全復(fù)合材料的大型民用客機(jī)的機(jī)翼機(jī)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行有限元分析。本文主要研究內(nèi)容：
　　本文首先在擬定各種飛機(jī)設(shè)計(jì)的指標(biāo)參數(shù)后，對(duì)機(jī)翼的外形進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括機(jī)翼的平面幾何形狀和翼型的選擇；設(shè)計(jì)了機(jī)翼的各種結(jié)構(gòu)，包括蒙皮、翼梁

2、、翼肋和桁條；選定機(jī)翼的材料，并對(duì)復(fù)合材料機(jī)翼的各構(gòu)件進(jìn)行了鋪層設(shè)計(jì)，為第4章復(fù)合材料機(jī)翼的氣動(dòng)分析和第5章復(fù)合材料翼型的建模、有限元分析打好基礎(chǔ)。再次，在選定好機(jī)翼翼型類型的基礎(chǔ)上，利用 FLUENT軟件對(duì)于同種類型、不同厚度的兩個(gè)翼型進(jìn)行了氣動(dòng)分析。選定了飛機(jī)工況和湍流模型之后利用 FLUENT軟件對(duì)兩個(gè)翼型進(jìn)行氣動(dòng)分析，計(jì)算了不同攻角下翼型的升力系數(shù)，得到了翼型上下表面的壓力分布；對(duì)比兩個(gè)翼型的后處理結(jié)果，確定兩個(gè)翼型中較好的一個(gè)

3、，作為本文復(fù)合材料機(jī)翼的翼型。最后，利用ANSYS軟件對(duì)設(shè)計(jì)好的機(jī)翼結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模和網(wǎng)格劃分，再通過ANSYS-FLUENT軟件的流固耦合接口，對(duì)機(jī)翼結(jié)構(gòu)模型施加載荷后，進(jìn)行機(jī)翼的靜力學(xué)分析。對(duì)初始設(shè)計(jì)的機(jī)翼計(jì)算結(jié)果進(jìn)行處理和分析后，更改機(jī)翼結(jié)構(gòu)中不合理的厚度或鋪層設(shè)計(jì)，并重新計(jì)算，得到新結(jié)果與初始設(shè)計(jì)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。再改變蒙皮的各種鋪層比，進(jìn)行計(jì)算并對(duì)比分析結(jié)果。最后將結(jié)構(gòu)全部采用金屬材料重新計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果與全復(fù)合材料的機(jī)翼結(jié)構(gòu)進(jìn)