模型飞机机翼的受力分析与仿真.pdf

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1、技术交流航天制造技术陌模型飞机机翼的受力分析与仿真田晓飞杨平平王梓蓉李源秦皓(中北大学(朔州校区)机械学院，朔州036000)摘要：针对机翼受力对模型飞机的影响，本文对模型飞机机翼的升力和阻力进行受力分析和ANsYs的仿真分析，通过分析可以对机翼进行升力和阻力的准确计算，从而提出最佳设计方案。通过ANsYS的仿真分析可以确定机翼变形时的，】各界状态，从而确定机翼的临界受力。关键词：模型飞机；机翼；受力分析；仿真ForceAnalysisandSimulationofModelAi印1aneWing

2、sTianXiaofeiYangPingpingWangZirongLiYuanQinHao(MechanicsAcademy，NorthUniVersityofChina(ShuozhouCampus)，Shuozhou036000)Abstract：Accordingtothee行-ectsofthewingloadingonthemodelai叩lane，theforceanalysisandANSYSsimulationanalysisareca耐edoutfortheliftanddra

3、gforceofmodelai印lanewing．Theoptimaldesignschemeisputf-onVardt11roughtheaccuratecalcuIationoftheliRanddragforceofmodelairplanewing．ThecriticalstateofmewingdefonnationisdeteI]minedonthebaseofANSYSsimulationanalysis，therebythecriticalstressofthewingcanbe

4、ascertained．Keywords：modelaircraR；wing；forceanalysis；simulation1引言模型飞机就是能够在空气中飞行的模型。它与真飞机一样具有用来保证飞行的结构，如机翼、尾翼等；尺寸比真飞机小，而且也不能装载太重的东西或供人乘坐。模型飞机的飞行依靠的力是空气动力，模型飞机的升力主要由机翼提供，因此研究模型飞机机翼的受力，对模型飞机的发展有重要的意义。2机翼产生的升力机翼是提供升力的主要部件之一，机翼的形状有很多种，通常都制作成(如图1)所示的形状。通过这

5、种设计，气流流过上表面时速度比较大，流过下表面时速度比较小。根据伯努利定律，机翼上表面气流流速大因此压强较少，机翼下表面气流流速较小因此压强较大，从而提供向上的升力。图1机翼形状与受力机翼产生升力的大小，可用公式计算为￡=1／劲矿SQ，其中，上代表升力，p代表空气密度，矿代表飞机与气流的相对速度，S代表机翼面积，CL代表机翼升力系数。通过公式的准确计算，可以根据所选的机型、螺旋桨的尺寸、机翼的形状、机翼的翼展等检验机翼的升力能否提供模型飞机所需的升力。3机翼受到的阻力作者简介：田晓飞(1993一)

6、，本科，机械制造及其自动化专业：研究方向：机械制造及其自动化。收稿日期：2叭6042269技术交流2016年6月第3期模型飞机的机翼在空气中运动时不仅会产生升力也会产生阻力。阻力是空气动力之一，其中空气黏性是摩擦阻力产生的主要原因，物体前后压力不同是产生压差阻力的主要因素。物体表面的光滑程度会影响物体表面的气流情况从而影响到摩擦阻力。因此把物体表面制作的光滑一些可以降低摩擦阻力。压差阻力与物体的形状有很大的关系。气流在流过物体表面时由于空气黏性的作用使物体后面的气流形成涡流区，从而产生压力差。因此

7、减少物体后面的涡流区是减小压差阻力的主要影响因素。因此一般选择流线型的物体能减小压差阻力。机翼受到的阻力大小，可用公式计算为D=1／2p护SCD，其中，D代表阻力，S是物理最大横截面积或表面积，口代表空气密度，y代表飞机与气流的相对速度，CD代表物体的阻力系数。不同物体有不同的阻力系数，各物体的阻力系数都是用风洞实验测量出来的，人们已经总结出很多物体的阻力系数，可以直接选择运用。通过对机翼阻力的准确计算，分析机翼受阻力的原因，从而对于在设计机翼时减小阻力，提供模型飞机充足的动力，对于飞机制造有重要

8、意义。4翼展涡流引起的诱导阻力诱导阻力指由于飞机机翼上下表面压力不相同导致翼尖涡流所产生的阻力。诱导阻力源于升力，而这种阻力随着升力的变化而变化，机翼升力愈大诱导阻力也愈大，机翼升力为零时，诱导阻力也为零。诱导阻力系数可用公式计算为cDI=Q2／(州)，其中，Q代表机翼的升力系数，白。为诱导阻力系数，彳为机翼展弦比。诱导阻力在模型飞机中占很重要的地位，甚至占到总阻力的1／3以上，因此考虑诱导阻力的影响至关重要。通过诱导阻力系数公式可看出诱导阻力系数与展弦比成反比，且与机翼升力系数(