基于虚拟样机的可变前掠翼机构设计与仿真研究.pdf

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1、中国科学技术大学硕士学位论基于虚拟样机的可变前掠翼机构设计与仿真研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：王东战机械电子工程杨杰教授许曼讲师二O一一年五月十六日l1＼删燃UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’Sdegree；DesignandSimulationStudyofthe!{VariableFrward—SweptWingarlabe0!一MechanismBasedOnVirtUaI；Prototype一’．⋯1‘⋯’’4⋯⋯⋯⋯一’⋯‘⋯”⋯_⋯⋯⋯⋯一⋯一Auth

2、or’sName：DongzhanWangSpeciality：Mechanic&ElectronicEngineeringSupervisor：Prof．JieYangLecturerMinXuFinishedtime：May16m，201{l中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：坐!!!笪!乡中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请

3、学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。酎≤开口保密。——年，作者签名：二龇签字日期：差!!!：垒：笙导师签名：签字日期：．沙tl。0。fr摘要摘要变形飞行器能够在多种环境下和执行多种任务时始终保持良好的飞行性能，在军用和民用领域均具有十分重要而广泛的应用前景。机

4、翼决定了某种飞行条件下的飞行性能，机翼变形是飞行器变形最重要的方面，是目前变形飞行器领域的研究热点。已成功研制的变后掠翼飞机有很多，相对后掠翼而言，前掠翼在飞机总体布局、机动性能、起降性能和抗失速能力等方面更具优势。可变前掠翼飞机是指飞机在飞行过程中可以根据不同的飞行状态，通过转动机翼来调整前掠角，以达到最优气动性能。本文设计了一种无人机可变前掠翼的变形机构方案。对变形机构进行了运动学分析和受力分析，建立了该机构的数学模型，用MATLAB软件对变形机构的主要参数进行了优化，获得了合理的机构尺寸。对主要受力零件丝杠进行了校核，并通过理论计算选取了电机和减速器。对于优化

5、后的变形机构，利用SolidWorks和ADAMS软件建立了虚拟样机仿真模型，并运用ADAMS软件对变形机构进行了运动学和动力学分析。将仿真数据与理论计算数据对比，结果表明，仿真结果和理论计算吻合的很好，验证了虚拟样机模型的正确性和合理性。由运动学分析得出了主翼的角位移、角速度和角加速度曲线，仿真结果表明，该机构能满足变形要求，且变形过程中，机翼转速均匀，运动平稳。由动力学分析获得了丝杠所受的轴向力和扭矩曲线，结果表明，丝杠所受轴向力和扭矩随着前掠角的增大而减小。为了研究间隙对变形机构动态性能的影响，采用二状态模型，结合非线性等效弹簧阻尼模型和修正的库仑摩擦力模型，

6、建立了含运动副间隙的变形机构的虚拟样机模型。通过对虚拟样机模型仿真，对比分析了理想无间隙和含间隙、间隙大小等对机构动态特性的影响：仿真结果表明，运动副间隙对机构动态特性有显著影响。研究结果可为物理样机的研制提供参考依据。关键词：虚拟样机，可变前掠翼，变形机构，优化设计，运动学和动力学仿真，间隙厂L_／AbstractABSTRACTMorphingaircraftcallalwaysmaintaingoodflightperformanceinmulti·environmentsandmulti·missions，andhaveveryimportantandbro

7、adapplicationprospectsinboththecivilianandmilitarydomain．WingdictatestheaircraftflightperformanceinagivenYlightcondition．wingmorphingisnaturallythemostimportantaspectsofaircraftmorphing，anditbecomesaresearchfocusintheresearchfieldofmorphingaircraft．Therearemanysuccessfulvariablesweep