扑翼飞行器装置设计及复合材料力学性能试验的研究

《扑翼飞行器装置设计及复合材料力学性能试验的研究》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、南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文捅要现代复合材料技术的发展同时也伴随着相关学科的发展，现代微型扑翼飞行器的设计过程中也在很大程度上逐渐采用复合材料作为主要结构材料。本文首先以两种不同振翅方式(间接振动和直接振动)的四种昆虫(蜻蜒、独角仙、竹象虫和黄蜂)作为研究对象，通过生物解剖实验观察与飞行相关的肌肉，然后从力学性能、振翅机制等方面进行试验，并对实验结果进行分析。观察了四类昆虫体内与控制振翅相关的肌肉，其中蜻蜓扑翼形式为直接振翅，其他三种昆虫为间接振翅；蜻蜓控制振翅的肌肉主要以背腹肌为主，间接振翅的昆虫以背腹肌与背纵肌为主；模拟竹象虫的振翅方

2、式，最终设计了四连杆仿扑翼装置。蜻蜒胸部为薄壁透明状组织，黄蜂相比蜻蜒的坚硬，独角仙和竹象虫的胸腹部为厚壁坚硬组织。由于背板及腹部结构参与昆虫振翅过程，为此，本文以竹象虫腹部材料为研究对象进行了纳米压痕实验，测试其力学性能；在对昆虫外骨骼进行纳米压痕实验后，又进行了有关高温固化碳纤维复合材料力学性能实验的工作，主要做了在．55℃、24℃、71℃、93℃、116℃和132℃下不同湿度的力学性能实验，其中5228A／CCF300型复合材料的力学性能在实验条件下的稳定性很好，更具有普及型，可以在以后的仿生设计中作为仿生扑翼机装置的候选材料，同样复合材料实验也

3、为后期设计工作选取机构材料做理论上的准备。关键词：仿生学，复合材料，扑翼飞行器，振翅方式扑翼飞行器装置设计及复合材料力学性能试验研究ABSTRACTThedeVelopmentofmodemcompositetec王uloIogyisaccompaniedbyt11edevelopmentofrelateddisciplines，andmodemflapping-wingMAVs(MicroAirVehicle)aredesi盟edtousecompositeaS廿lem血s仃ucturalmaterial．Thereweret、v0dj危rentst

4、ylesofwing(i11directaJldd沁ctvibra：tion)forfourgenusof硫ectS(D旧gD堤，纱，彳肋彬炒加口妣五D幻聊口，(砂幻护口∥P^四肠咖册淞&∥如力inmep印er．In廿leexperimentSbiological锄a_comya11d也einsectnightrelatedmuScleswaSobserved，a11dt11enmemechanicalpropertiessuch嬲willgsweretested．Then，weobservedtllemusclesmatcontrolofthewil

5、lgstllefourcategoriesofinsect．Amongt11em雠wiIlgofdragoIlflynappingisdhctwings，础ert11reel(iIldsofi11sectSforindirectwillgs．TheabdommaJmuscleofbackismemainlymusclesmatcon打01flutterSofdragonfly，t量ledorSoVen仃aJmuSclea11dlongitudinaJmuscleofbackist11emainlymusclesofotller廿1reekilldsof

6、iIlsectS．S妇ulationofbalIlb00likeiIlSectwingsway，mefmaldes蜘meflapp吨wingdevicewhichforf．0urconnecdngrod．Thechestofdragollflyis也in仃ansparentorgallization，aSt11echestofhometS，comparedt0medragonnyishard，rhiIlocerosa11db锄boolikethewonnmetal．咖dded吐lickwallforhardtissue．Becauseof廿1eabdo

7、mens仃uctureh笛ahajldi11廿1efl印pillgwingstoriseprocessofi11sects，thispaperwitllb锄boo1il【ebugabdominalmaterialsforresearchobjecton廿lenanocreaSiIlgtrialst0testitSmechanicalproperties．InsectexoskeletonsfornaJloincreaSingaRermeexperiment，aIldt11ehightempera伽recu—ngcarbonfibercompositem

8、aterialsmechallicalpmpertiesof也eexperiment，mema