囊體結構設計及其氣彈特性計算分析.pdf

1、平流層飛艇具有駐空時間長、覆蓋面積廣、運行成本低等優(yōu)勢,是理想的臨近空間平臺,得到了各國研究人員的重視。囊體結構作為飛艇的主要組成部分,對整艇的結構性能、氣動性能等具有重要影響。對囊體結構設計分析方法的研究將能為飛艇總體優(yōu)化設計提供基礎。本文針對囊體結構,重點對囊體外形優(yōu)化設計方法、囊體結構剛度和強度設計方法、囊體內部繩索設計方法及囊體結構的氣彈特性計算分析方法等方面開展了研究。
　　針對囊體外形多目標優(yōu)化,以多目標集成優(yōu)化平臺i

2、SIGHT為基礎,提出了囊體外形多目標優(yōu)化設計方法。參考美國Sounder平流層飛艇囊體外形,在囊體體積一定的約束下,以囊體阻力最小及表面積最小為優(yōu)化目標建立了多目標優(yōu)化模型,分別采用拉丁超立方體和鄰域培植遺傳算法開展了試驗設計和優(yōu)化設計,得到了最優(yōu)囊體外形。
　　針對囊體結構設計分析,以囊體局部不發(fā)生失穩(wěn)為準則,給出了最小工作囊壓計算公式。從平衡的角度出發(fā),推導了囊體結構應力場計算公式,可用于囊體結構強度設計分析。針對縱向裁片方

3、法,給出了考慮接縫影響下的囊體質量修正計算公式。對均勻囊壓作用、非均勻囊壓作用下囊體結構變形響應進行了數(shù)值計算,計算結果為囊體內部繩索設計、囊體裁片設計及局部補強設計等提供了參考。對囊體結構等壓膨脹影響參數(shù)進行了計算分析,給出了囊體結構最大應力及位移隨囊壓及蒙皮材料彈性模量的變化曲線。對于不同繩索布置方案,建立了力學分析模型,推導了相應繩索的張力計算公式,可用于指導繩索工作張力的計算和預報,并能用于指導繩索連接點位置設計工作?；诟郊訌?/p>