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弹性变形对机翼气动特性影响的研究

孙良  
【摘要】:目前,对机翼在气动、结构方面分别进行了大量研究,相关的空气动力学、结构力学等学科的发展已经很完善。而机翼的气动特性和结构变形是密切相关的。空气动力学和结构力学的交叉衍生一门新的科学——气动弹性力学。随着飞机性能的不断提高,气动弹性的影响也逐渐突显出来,从而气动弹性分析在飞行器设计中的作用也越来越重要。气动弹性问题已经成为飞行器设计者必须要考虑的设计条件之一。 本文首先就飞行器气动弹性的发展现状做了相应的阐述,在此基础之上介绍了弹性结构模型的建立和分析方法,同时阐述了表面样条函数法和线性样条函数法这两种插值方法。针对静气动弹性包括三种类型:扭转发散、载荷重新分布和操纵效率的问题,从其基本原理上对静气动弹性运动方程作了相应的描述。 最后,对某机翼进行了静气动弹性问题求解,用两种方法计算了其在给定攻角、不同马赫数下的工况,求出机翼在刚体和弹性条件下的升力系数、扭矩系数和最大变形,并对结果作了相应的分析和讨论。结果表明,升力系数和最大变形的变化均在弹性允许范围内,这是与理论预期结果相符的,从而侧面说明了计算方法可信度。


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