基于载荷路径法的机翼可变后缘柔顺结构拓扑优化研究

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自适应机翼是指可以根据飞行状态和流场条件改变自身形状，保持最佳的气动外形，从而显著提高飞行器综合性能的未来飞行器。柔顺机构是指依靠自身弹性形变来输出力、能量、位移以及实现运动的一种新型机构，因其具有可连续光滑变形、免装配、无摩擦等优点，正好满足自适应机翼连续平滑变形的要求，近年来受到研究人员重视。本文将柔顺机构和自适应机翼的设计结合起来，在跟踪研究国内外最新的柔顺机构设计方法的基础上，分析对比了传统的拓扑优化方法和基于载荷路径的拓扑优化方法，明确了载荷路径法的优势，首次将基于载荷路径的拓扑优化方法和可变机翼后缘柔顺机构设计结合起来，对机翼后缘进行优化设计。首先根据载荷路径法的定义，对设计区域进行初始化，使用KSSP 算法确定了载荷路径。其次根据载荷路径法的设计思想，选择合适的设计变量，确定了变量的更新方案，解决了将理论方法用于实际问题的难题。然后通过有限元软件PATRAN的用户自定义语言PCL 建立了参数化有限元模型，以此为基础，运用iSIGHT 优化平台建立起拓扑优化模型，选择了合适的优化算法，计算得到了优化结果，同时对优化结果进行有限元分析，证明了优化结果的可靠性。最后根据优化结果，制作了可变机翼后缘翼肋，进行了验证实验，实验结果表明该翼肋较好的实现了预期的变形，论证了将载荷路径拓扑优化方法用于自适应机翼设计的可行性。

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作者
王婷;
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作者单位

南京航空航天大学;

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授予单位南京航空航天大学;
学科测试计量技术及仪器
授予学位硕士
导师姓名王帮峰;
年度 2010
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类代数、数论、组合理论;建筑施工;
关键词
载荷; 路径法; 机翼; 可变; 结构拓扑;

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