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《大展弦比柔性复合材料机翼的气动弹性剪裁》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、2006年12月北京航空航天大学学报December摇2006摇第32卷第12期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsVol.32摇No郾12大展弦比柔性复合材料机翼的气动弹性剪裁刘湘宁摇摇向锦武(北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100083)摇摇摘摇摇摇要:在考虑结构几何非线性、气动非线性影响的基础上,由气动弹性问题的最普遍方程,获得大展弦比柔性复合材料机翼颤振问题的非线性稳定性分析方程.使用解析方式推导得到机翼的临界颤振速度、颤振频率对于设计变量
2、的灵敏度表达式.展示了复合材料机翼的铺设构型和铺层角对气动弹性特性的影响,指出产生负弯扭耦合效果的机翼截面构型有利于机翼的气动弹性性能.以机翼颤振速度作为目标函数,复合材料铺层角为设计变量进行了气动剪裁优化设计,在得到最优化的铺层构型和铺层角的同时,也比较了本文解析敏度和数值差分敏度得到的优化结果.关摇键摇词:颤振;优化设计;几何非线性;复合材料;敏度分析中图分类号:V211.47文献标识码:A摇摇摇摇文章编号:1001鄄5965(2006)12鄄1403鄄05Studyofaeroelastictailoringofhigh
3、鄄aspect鄄ratioflexiblecompositewingLiuXiangning摇XiangJinwu(SchoolofAeronauticScienceandTechnology,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100083,China)Abstract:Thenonlineargovernmentequationsoftheflutterproblemofhigh鄄aspect鄄ratioflexiblecompos鄄itewingwer
4、ederivedfromthemostgeneralaeroelasticequationswithwing忆sstructuregeometricalandaerody鄄namicnonlinearitybeingconsidered.Thenthegradientsofflutterspeedandfrequencyofwingwithrespecttothedesignvariableswerededucedwithanalyticalmethod.Theinfluenceofthecompositewing忆sconf
5、igurationandplyangleontheflutterspeedwasrevealed.Itwasconcludedthatthecompositestructureconfigurationthatcausednegativebendingtwistcouplingwasbeneficialtowing忆sflutterperformances.Anoptimizationde鄄signofahigh鄄aspect鄄ratioflexiblecompositewingmodelwasdonewiththeflutt
6、erspeedasobjectfunctionandthecompositepliesasdesignvariables.Thebestconfigurationandplieswereobtainedandtheresultsobtainedwithanalyticalgradientsofthispaperandnumericaldifferencegradientswerecomparedatthesametime.Keywords:flutter;optimizationdesign;geometricalnonlin
7、ear;compositematerial;sensitivityanalysis摇摇气动弹性剪裁的概念不仅是简单地最小化飞复合材料机翼的优化设计研究中十分重要的优化[4]行器的重量,而且是使用调节刚度方向的方法,控参数.Patil利用了调节复合铺层方向的办法,研制气动升力面的静态或动态弹性变形,使飞行器究了铺设构型对复合材料结构机翼的气动弹性特的气动和结构性能向着有益的方向发展,进而达性的影响,并以机翼的颤振临界速度为目标函数[1][5]到普通结构设计方法无法达到的目的.Housne进行了优化分析.修英姝和崔德刚研究了复合[
8、2]和Sten首先利用参变量对气动剪裁问题进行了材料蒙皮结构的弯扭耦合效应对翼面的气动弹性研究,并利用计算机程序进行了颤振分析.Tis鄄特性的影响,并开发了以有限元为基础的气动弹[3]chler和Venkayya指出复合材料的铺层方向是性剪裁优化软件系统.摇收稿日期:2005
