MFC驅(qū)動的可變形機翼縮比模型主動變形仿真與驗證.pdf

1、主動氣動彈性機翼憑借其在系統(tǒng)控制下可產(chǎn)生大幅度的翹曲、扭轉(zhuǎn)等彈性變形的特點，已在航空技術(shù)中得到廣泛運用。隨著智能材料和結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展，越來越多的研究人員傾向于使用智能材料，尤其是壓電材料，進(jìn)行機翼的變形控制，它們在重量、耐用性、撓性等方面有傳統(tǒng)機械式結(jié)構(gòu)無法比擬的優(yōu)勢。一種智能型壓電纖維復(fù)合材料(MFC)便是其中的典型。它具有的靈敏的驅(qū)動和傳感性能使其得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是用于結(jié)構(gòu)的振動和形狀控制。研究機翼在壓電材料致動器下的變形情況

2、具有重要的理論和工程實際意義。
　　本文針對主動氣動彈性機翼研究與發(fā)展的需求，以壓電纖維復(fù)合材料主動氣動彈性機翼風(fēng)洞模型為實驗對象，對其在MFC致動器驅(qū)動下所產(chǎn)生的主動變形效應(yīng)進(jìn)行研究，并且希望通過這些研究得出具有指導(dǎo)作用的結(jié)論。本文的主要工作是分析MFC致動器在受到電壓載荷下對縮比模型的主動變形產(chǎn)生的影響，并制造出可變形機翼縮比模型，粘接MFC致動器后進(jìn)行地面實驗和風(fēng)洞實驗。最終經(jīng)過這些基礎(chǔ)實驗的數(shù)據(jù)分析驗證仿真結(jié)果，并能形成較

3、成熟的可變形機翼縮比模型主動變形分析方法，應(yīng)用到以后類似可變形機翼的研究上。
　　通過仿真分析和實驗驗證，基于壓電材料和熱彈性具有相似的本構(gòu)方程所提出的熱彈性比擬法，對于可變形機翼在壓電纖維致動器驅(qū)動下的主動變形仿真計算，是一種可行有效的方法?？勺冃螜C翼縮比模型在MFC驅(qū)動下所產(chǎn)生的主動變形量與電壓呈現(xiàn)近似正比關(guān)系，電壓越大，主動變形及其帶來的扭轉(zhuǎn)角度也越大，并且壓電纖維致動器在越遠(yuǎn)離模型固定端時，越能發(fā)揮它的驅(qū)動效果。同時在風(fēng)洞