柔性变体机翼机构的构型综合与分析研究

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1、硕士学位论文柔性变体机翼机构的构型综合与分析研究CONFIGURATIONSYNTHESISANDANALYSISOFFLEXIBLEVARIANTWINGS王鹤飞哈尔滨工业大学2014年12月国内图书分类号：TH12学校代码：10213国际图书分类号：621.7密级：公开工学硕士学位论文柔性变体机翼机构的构型综合与分析研究硕士研究生:：王鹤飞导师:：李兵教授申请学位:：工学硕士学科:：机械电子工程所在单位:：深圳研究生院答辩日期:：2014年12月授予学位单位:：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TH12U.D.C:621.7

2、DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringCONFIGURATIONSYNTHESISANDANALYSISOFFLEXIBLEVARIANTWINGSCandidate：WangHefeiSupervisor：Prof.LiBingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechatronicsEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December

3、,2014Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要随着航空工业的发展，飞机的飞行速度在不断提高，与此同时，相应的关于飞机的结构设计和刚度的要求也在提高，而就目前的飞机机翼设计来说，基本上都是根据某个特定飞行状态优化机翼的形状，显然，这种设计限制了飞机的性能发挥，而自适应机翼利用偏转操纵面，通过对机翼内部的联动构件的控制，以及对构件的优化，可以实现机翼的连续柔性变形，进而改变机翼形状。这样，就可以使机翼随着外部大气变化、迎角和不同的飞行状况等飞行条件的改变而保证

4、空气动力学性能，具有广阔的发展前景。本文从图论构型理论出发，根据柔性机翼后缘轨迹变化要求，设计了一种单自由度全R副可延展柔性机翼后缘机构。本文利用Adams软件对机构进行了运动学仿真模拟，并利用Matlab软件对该机构进行了运动学建模，并对其关键点的位移、速度、加速度变化进行了分析，两种方法进行方针对比，验证了其运动的合理性；利用Fluent对机构的包括升力系数、阻力系数、升阻比等在内的空气动力学性能进行了分析，验证了其性能相对于传统机翼性能的优越性；采用了拉格朗日法对机构进行动力学建模，并且得到的动力学方程，为以后可能的进一步工作做好了准

5、备，利用Matlab软件Simulink功能模块对系统建模，对机构可完成的偏转角度范围进行了验证；在完成了基本的建模仿真之后，又利用多目标遗传算法在保证机构的轨迹精度的情况下进行了优化设计；最后，利用Matlab软件GUI功能模块对整个系统进行了整合。关键词：图论；柔性机构；运动学；动力学；空气动力学性能；优化设计IAbstractAbstractWiththedevelopmentoftheaviationindustry,thespeedofaircraftflightcontinuesincreasing.Atthesametime,

6、requirementsofaircraftstructuraldesignandstiffnessimprove,too.Fornow,theaircraftwingdesignisbasedontheshapeofthewingwhichisoptimizedforaparticularflightcondition.Clearly,thiskindofdesignlimitstheaircraftperformance.But,themorphingwingcantaketheuseofcontrolsurfacedeflection

7、andachievecontinuousflexibledeformationofthewingandchangetheshapeofthewingbycontrollingtheinternalwinglinkagecomponents.Therefore,wecanmakechangesoftheexternalwingwithatmosphericchanges,theangleofattackanddifferentflightconditions,etc.,withthat,wecanensuretheaerodynamicper

8、formance.Therefore,thiskindofdesignhasbroadprospectsfordevelopment.Accordingtotheedgeofth