无人机全复合材料机翼结构设计与试验验证

编号 zgly0001530269

文献类型 期刊论文

文献题名 无人机全复合材料机翼结构设计与试验验证

作者 刘振东  郑锡涛  冯雁  张迪 

作者单位 西北工业大学航空学院 

母体文献 复合材料学报 

年卷期 2016年05期

年份 2016 

分类号 V279  V224 

关键词 复合材料结构  结构设计  强度  结构效率  有限元模型 

文摘内容 为提高全复合材料机翼的有效载荷与机翼质量的比值(载荷/质量比),提出了一种预测全复合材料机翼极限载荷的有限元模拟方法,并建立了提高机翼结构效率的结构设计方案。首先,基于薄壁工程梁理论,对全复合材料机翼进行了理论分析,并对全复合材料机翼的结构形式与铺层形式进行了初始设计;然后,基于初始机翼的试验数据,利用ABAQUS建立了4种不同的有限元模型,通过对比得到了最佳数值模拟方法;接着,建立了14种结构布局形式,并为每种结构形式赋予不同的铺层方案,形成了117个机翼设计方案,对比了各个结构形式的载荷/质量比以及工艺因素;最后,制造了全复合材料机翼并进行了试验验证。结果表明:双工字梁结构为最佳机翼结构布局形式,具有较高的承载效率;模拟载荷与试验值之间的相对误差仅为1.91%,验证了有限元模型的正确性;机翼的载荷/质量比达到了24.17N/g,相对于初始设计提升了30.65%。所得结论表明设计方法有效。