模拟X型号飞机复合材料机翼有限元分析

《模拟X型号飞机复合材料机翼有限元分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第28卷95期2011年10月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityVOL28No．5Oct．201l文章编号：2095一t2d,S(2011)05-0048一04模拟x型号飞机复合材料机翼有限元分析王通，吴振(沈阳航空航天大学辽宁省飞行器复合材料结构分析与仿真重点实验室，辽宁沈阳110136)摘要：基于建立的模拟半梁式全金属x型号飞机机翼模型，用等刚度设计方法建立半梁式半复材、全复材的模拟x型号飞机机翼模型。用软件ABAQUS分别采用其中的三角形以及四边形壳单元计算全复合材料机翼

2、、半复合材料机翼、全金属机翼在同种气动外形和载荷下的有限元分析，研究位移和应力的收敛情况。数值计算表明：位移收敛速度较快，应力收敛较慢，用不同类型单元和逐渐加密有限元网格对收敛判断是必要的。半复材机翼比全金属机翼减重35％左右，全复材机翼比全金属机翼减重接近50％。关键词：机翼；半梁式；等刚度；复合材料；减重中图分类号：TP391．7；V261．2文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2011．05．OllFiniteelementanalysisforsimulatecompositewingofX

3、XmodelaircraftWangTong，WuZhen(taboratory，LiaoningProvince，ShenyangAerospaceUniversity，LiaoningShenyang110136)Abstract：Inthispaper．asimulatemodelofahalf—beamall-metalwingofXXmodelaircraftiscreatedasthebasisforestablishingfiniteelementmodelsforhalf-compositeorfull—composi

4、tewingsofequalstiffness．田1cfull—compositewing．half-compositewingandall-metalwingofthesameaerodynamicshapeandloadaremodeledwiththetriangularandquadrilateralshellelementsofABAQUSforfiniteelementanalysis．rn圮convergenceratesofdisplacementandstressfiniteelementsarealsoanalyz

5、ed．Resultsshowthatthedis-placementsconvergefasterthanthestresses．ItisnecessarytoaSseSStheconvergenceswithdifferentele-mentsandincreasingfiniteelementsmesh．Thehalf-compositeandfuU-compositewingsareapproximately35％or50％lighterthantheall—metalwing．Keywords：wing；half-beam；e

6、qualstiffness；composite；weightreduction复合材料在飞机上的用量已经成为衡量飞机结构先进性的指标之一，应用部位已经由次承力构件向主承力构件过渡。国内复合材料在战斗机中的应用已经完成了由次承力构件向主承力构件的过渡，主要应用在水平尾翼、垂直尾翼、前机身等部位，机翼的壁板以及整体油箱也已经开始采用复合材料【l。】。已有对复合材料在飞机上应用的研究工作主要是针对直升机以及大展弦比机翼的飞机瞪曲】。文献[6]做了对大展弦比复合材料机翼(蒙皮、肋板采用复合材料，梁采用铝合金)以及全金属机翼(复合材料机翼的蒙皮

7、、肋板替换为等厚度的铝合金)的应力、位移的对比分析，并得出结论，复合材料机翼相对全金属机翼减重32％，弯曲刚度提高20％。本文选用小展弦比的x型飞机金属机翼模型，在等刚度替换的情况下，建立全复合材料以及半复合材料模型。利用软件ABAQUS分析计算收稿日期：2011—05—10基金项目：国家自然科学基金(项目编号：10802052)作者简介：王通(1987一)，男，山东济宁人，在读研究生，主要研究方向：复合材料结构力学，E．mail：abcl9870319@163．com；吴振(1977一)，男，黑龙江双鸭山人。教授，主要研究方向：复合

8、材料力学及有限元法．E—mail：删@yahoo．eom．∞。第5期王通，等：模拟x型号飞机复合材料机翼有限元分析全复合材料机翼、半复合材料机翼、全金属机翼在同种气动外形和载荷下的应力和位移，分析中分别采用三角形以及四边