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部分柔顺翅翼机构及其动力学研究

李金龙  
【摘要】:微扑翼飞行器是一种模仿昆虫或鸟类飞行的一种飞行器,在军事和民用领域广泛而重要的用途。近年来,对微扑翼飞行器开展设计和研究的学者愈来愈多,微型化和轻量化是微扑翼飞行器发展的主要趋势。 微扑翼飞行器飞行所需气动力依靠翅翼的上下拍动产生,翅翼的拍动是由翅翼机构来控制的,因而微扑翼飞行器微型化和轻量化的关键问题之一是设计和制造出结构简单、尺寸小、质量轻、动力性能优良的翅翼驱动机构。为满足以上对翅翼机构的设计要求,本文重点研究了利用部分柔顺机构作为翅翼机构的一些相关问题。 论文的主要研究工作如下: 1、通过对部分柔顺翅翼机构与刚性翅翼机构、含弹簧刚性翅翼机构动力性能对比分析,发现部分柔顺翅翼机构不仅具有刚性翅翼机构中加入弹簧的改善机构动力性能的作用,而且具有结构简单的优点。 2、探索出了用ADAMS软件对部分柔顺翅翼机构进行动力学仿真分析的方法。以含短臂柔铰的部分柔顺翅翼机构为例,将用ADAMS得到的仿真结果与通过建立动力学方程并求解得出的结果进行了对比,两种方法所得到的结果能够比较好地吻合。研究该技术方法的意义在于运用ADAMS对柔顺机构进行动力学分析不仅具有简单、易于实现的特点,还能得到其它分析方法不易获得的动力学分析结果,如柔顺片段的变形、最大应力等。 3、对部分柔顺机构用作翅翼机构进行了系统的研究。提出了六种部分柔顺翅翼机构的构型,并以机构整体质量、相对最大输入力矩值和铰链点O处相对最大运动副总反力值作为对比分析的三个参数指标,对六种部分柔顺翅翼机构进行了深入分析和对比。


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