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《浙江大学》 2013年
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无人机关键承力框的力学分析及优化设计

杜启祥  
【摘要】:无人机的发射、回收系统是无人机系统的重要组成部分,无人机的轻质化是无人机发展的重要趋势。本文在采用有限元法对无人机发射、回收等工况下局部结构的强度进行力学分析的基础上,对无人机前后主要承力隔框进行了拓扑优化,以期达到无人机的轻质化要求。 首先对无人机的发展历程及无人机发射、回收过程进行了介绍,对国内外在结构优化方面的最新进展进行了陈述,并对有限元分析和优化技术的基本思路进行了阐述。 采用有限元软件对无人机发射和伞降回收工况下的前伞框、后伞框(火箭推力框)进行了有限元静力和动力分析,通过静力和动力结果的对比,说明结果表明,无人机除部分部件需要局部加强重新设计外,能够满足各种工况下的强度要求和其他性能要求。静力和动力分析结果的一致性表明结构静力模拟实验可以满足结构强度的校核要求。 最后为了能够进一步完善关键部件的结构,对涉及多工况载荷作用下的无人机主要承力框,基于变密度法,利用OptiStruct软件对主要承力框进行拓扑优化,得到了较为理想的拓扑结构。通过对前后隔框优化前后的有限元分析结果进行对比,可以看出在满足强度要求的条件下,质量大大减小,从而达到了无人机的轻质化要求。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:V279

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