基于mfc的连续后缘襟翼设计与旋翼振动载荷影响分析

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1、中图分类号：V221论文编号：102870118-S183学科分类号：082501硕士学位论文基于MFC的连续后缘襟翼设计与旋翼振动载荷影响分析研究生姓名李贇学科、专业飞行器设计研究方向直升机旋翼动力学指导教师杨卫东教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringDesignofContinuousTrailing-EdgeFlapBasedonMFCandAnalys

2、isofInfluenceonRotorVibrationLoadsAThesisinAerospaceScienceandTechnologybyLiYunAdvisedbyProf.YangWeidongSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含

3、为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要本文建立了压电纤维复合材料（MacroFiberComposite,MFC）的热弹比拟力学分析方法，通过悬臂梁结构弯曲实验验证了该方法的可行性。以MFC作为驱动材料，基于NACA23012翼型设计了带有连续后缘襟翼的桨叶段。为准确计算连续后缘襟翼偏转对翼剖面气动力的影响，建立了

4、流固耦合气动分析方法。分析结果表明，连续后缘襟翼在大范围迎角、马赫数下可实现有效偏转，在保持相对较低阻力水平的同时产生较大的附加气动升力和力矩。为提升振动载荷控制仿真效率，基于径向基函数建立了连续后缘襟翼剖面气动力代理分析模型。为研究连续后缘襟翼对旋翼振动载荷的影响，构建了一套连续后缘襟翼智能旋翼气弹耦合分析模型，通过对SA349/2和BO105直升机桨叶剖面载荷的计算验证了模型的准确性。针对BO105直升机桨毂四阶振动载荷，分别进行了连续后缘襟翼不同偏转频率和不同偏转幅值下的扫相仿真分析，结果表明连续后缘襟翼具有抑制旋翼振动载荷的潜力。以连续后缘襟翼偏

5、转的频率、幅值、相位为变量，以桨毂振动载荷的4阶谐波分量为目标，建立了振动载荷优化目标函数，仿真分析了不同优化目标下连续后缘襟翼的最优偏转规律及相应的振动载荷，结果表明连续后缘襟翼有规律的偏转可以有效控制旋翼振动载荷。关键词：直升机，旋翼，流固耦合，动载荷分析，主动控制，连续后缘襟翼I基于MFC的连续后缘襟翼设计与旋翼振动载荷影响分析ABSTRACTInthispaper,athermal-elasticanalogymethodformechanicalanalysisofMFCwasestablished,andthefeasibilityofthi

6、smethodwasverifiedbypiezoelectricdeformatiomexperimentofcantileverbeamwithMFC(MacroFiberComposite).Abladesectionwithacontinuoustrailing-edgeflapwasdesignedbasedontheNACA23012airfoilwithMFCasactuatingmaterial.Inordertoaccuratelycalculatetheinfluenceofthedeflectionofcontinuoustrail

7、ing-edgeflaponaerodynamics,afluid-solidinteractionanalysismethodwasestablished.Theanalysisresultsshowthatthecontinuoustrailing-edgeflapscandeflecteffectivelyatawiderangeofangleofattackandMachnumber,andgenerateconsiderableadditionalaerodynamicliftandmomentwhilemaintainingarelative

8、lylowlevelofresistance.Toimprovethesimul