基于ANSYS的机翼动力学分析

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1、第４４卷第２期航空计算技术Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．２２０１４年３月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＭａｒ．２０１４基于ＡＮＳＹＳ的机翼动力学分析秦可伟，马贵春，席园，姚光生（中北大学机电工程学院，山西太原０３００５１）摘要：针对无人机在挂载导弹飞行和发射导弹时，无人机机翼由于受到多种载荷影响所产生的应力应变，应用ＡＮＳＹＳ软件动力学分析，计算模拟了机翼在受到多种载荷影响时所产生的应力分布和应变量。分析结果表明，由于外挂物重量和机翼周围气动流场的影响，机翼会产生不同程度的颤振和扭转，其研究结果对合理设计机翼

2、结构具有一定的参考意义。关键词：无人机；机翼载荷；ＡＮＳＹＳ；动力学分析；颤振；扭转中图分类号：Ｖ２１１　　　文献标识码：Ａ文章编号：１６７１桘６５４Ｘ（２０１４）０２桘０１０６桘０４AnalysisofWingDynamicsBasedonANSYSＱＩＮＫｅ桘ｗｅｉ，ＭＡＧｕｉ桘ｃｈｕｎ，ＸＩＹｕａｎ，ＹＡＯＧｕａｎｇ桘ｓｈｅｎｇ（CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，UniversityofNorthChina，Taiyuan０３００５１，China）Abstract：Ｔ

3、ｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅａｉｒｆｏｉｌｏｆＵＡＶｇｅｎｅｒａｔｅｄｔｈｅｓｔｒｅｓｓａｎｄｓｔｒａｉｎｄｕｅｔｏｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆａｖａｒｉｅｔｙｏｆｌｏａｄｓｗｈｅｎｔｈｅＵＡＶｍｏｕｎｔｅｄｍｉｓｓｉｌｅｆｌｉｇｈｔａｎｄｌａｕｎｃｈｅｄｍｉｓｓｉｌｅｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｕｓｅＡＮ-ＳＹＳｄｙｎａｍｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｓｔｒａｉｎｏｆａｉｒｆｏｉｌａｆｆｅｃｔｅｄｂｙａｖａｒｉｅｔｙｏｆｌｏａｄｓ．Ｔ

4、ｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅａｉｒｆｏｉｌｗｉｌｌｐｒｏｄｕｃｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｖｅｌｓｏｆｆｌｕｔｔｅｒａｎｄｔｏｒｓｉｏｎｄｕｅｔｏｔｈｅｉｍ-ｐａｃｔｏｆｔｈｅｅｘｔｅｒｎａｌｍａｔｔｅｒｓ′ｗｅｉｇｈｔａｎｄｔｈｅａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｆｌｏｗｆｉｅｌｄａｒｏｕｎｄｔｈｅａｉｒｆｏｉｌ．Ｔｈｉｓｒｅｓｕｌｔｈａｓａｃｅｒ-ｔａｉｎｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅｔｏｄｅｓｉｇｎｔｈｅａｉｒｆｏｉｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｌｅｇｉｔｉｍａｔｅｌｙ．Keywords：ｕｎｍａｎｎｅｄａｅｒｉａｌｖｅｈｉｃｌｅｓ；ｗ

5、ｉｎｇｌｏａｄｉｎｇ；ＡＮＳＹＳ；ｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓ；ｆｌｕｔｔｅｒ；ｔｗｉｓｔｉｎｇ引言特点是蒙皮较薄，常用轻质铝合金制作，蒙皮的直接作机翼是飞机产生升力的主要结构，同时使飞机具用是形成流线形的机翼外表面。气动载荷直接作用在有横侧稳定性和操作性，因此机翼结构的力学稳定性蒙皮上，蒙皮与翼梁或翼墙的腹板组合在一起，形成封对整机的安全飞行都有至关重要的影响。攻击无人机闭的盒式薄壁结构承受机翼的扭矩。翼梁由腹板和缘在挂载导弹飞行及发射导弹瞬间，会受到诸多外载荷条组成，是机翼主要的纵向受力件，主要承受剪力和弯的影响，且导弹

6、尾喷流会使机翼周围的气动流场产生矩。翼肋的作用是维持机翼剖面所需的形状，当机翼很大的变化，使载机机翼上下翼面会有很大的压力变受气动载荷时，翼肋以自身平面内的刚度向蒙皮、长桁化过程，使得翼梁、长桁、蒙皮等部件结构的应力应变提供垂直方向的支持，同时由蒙皮、腹板向翼肋提供各改变，从而会使机翼有一定程度的颤振。因此研究无自平面内的支承剪力。长桁与翼肋一起对蒙皮起支撑人机挂弹飞行及导弹尾喷流对机翼的力学影响，对合理作用，同时承受机翼弯矩引起的部分轴向力。纵墙和设计机翼结构和机翼强度安全沉欲的选择有重要意义。腹板一般都不能承受弯矩，但与蒙

7、皮组成封闭盒可以［１］本文分析研究的机翼模型采用薄蒙皮梁式结构，承受机翼的扭矩。应用ＡＮＳＹＳ软件模态分析和瞬态动力学分析，分析机本文中所研究的对象为低速无人机机翼，故模型翼在受到变载荷应力时结构的颤振及变形情况。选用了适于低速飞行大升力的直机翼，翼型选用ＮＡ-ＣＡ－６４，模型中布置有一根纵梁，同时布置有一根前１　机翼模型纵墙和一根后纵墙。在翼根和挂导弹翼展处各设置一１．１　模型建立加强肋，其余部分为普通翼肋，机翼的襟翼和副翼视为本文中机翼模型采用薄蒙皮梁式结构，主要构造机翼整体中的一部分，并和机翼保持刚性连接参与机收稿日期：

8、２０１３－１１－０２　　　修订日期：２０１４－０２－０５作者简介：秦可伟（１９８７－），男，山西介休人，硕士研究生，主要研究方向为流体力学。２０１４年３月秦可伟等：基于ＡＮＳＹＳ的机翼动力学分析·１·７０翼结构分析。机翼内部结构构件如图１所示。导弹瞬间，由于导弹尾喷流会使机翼