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纤维缠绕复合材料进气道力学设计

杨霖  
【摘要】: 在飞机的气动设计中,进气道的设计是最关键的部分之一。近些年来,进气道的设计能力有了长足的进步,这同时也对进气道的选材和加工提出了更高的要求。 由于复合材料的各向异性,可以设计出有任意方向的强度、刚度的材料,能够满足特殊机身结构的要求。可以预测,复合材料将成为未来先进进气道设计、制造的首选材料。现阶段在我国开展缠绕复合材料进气道的研究是十分必要的。 本文对一种矩形截面纤维缠绕复合材料进气道进行了初步设计与分析。由于复合材料耐高温性能差,该进气道在内部使用防热陶瓷涂层进行热防护。本文利用自行编写的有限元程序计算了进气道截面的温度场,并通过参数分析讨论了涂层选材及涂层结构对热防护效果的影响。在热分析的基础上,采用ANSYS有限元软件计算了复合材料进气道截面在假设工况下的应力场,为碳纤维缠绕复合材料进气道热防护方案的设计提供了实用的参考依据。最后,利用ANSYS有限元软件对复合材料进气道进行了整体结构分析以考察其变形量和应力分布,并讨论了纤维缠绕方向对进气道刚度和强度的影响。


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