具有傳感與驅動功能的蜂窩結構機翼蒙皮特性研究.pdf

1、本文介紹了變體機翼在民用航空領域的應用前景以及變體機翼的研究現(xiàn)狀,在此基礎上重點研究一種滿足變體機翼連續(xù)柔順變形要求的蜂窩結構復合材料蒙皮。從蜂窩結構蒙皮的理論建模、先進驅動結構以及傳感監(jiān)測三方面展開研究,主要內容如下:
　　首先,基于“Y”模型,考慮雙層蜂窩胞壁結構,推導了蜂窩結構面內拉伸變形量的計算表達式;采用 MSC.Patran/Nastran進行了蜂窩結構柔性復合材料蒙皮拉伸變形仿真分析;給出了蜂窩結構蒙皮樣件的制作方法

2、并試制了柔性蒙皮試驗件,在此基礎上完成蒙皮樣件拉伸變形測試實驗。將仿真結果與實驗數(shù)據(jù)進行比較分析,兩者誤差在10％以內,驗證了仿真模型的有效性以及蜂窩結構復合材料柔性蒙皮具有良好的變形性能。
　　其次,介紹了形狀記憶合金(SMA)的基本概念、熱力學模型及回復方式、熱處理與觸發(fā)方式等;設計制作了內嵌形狀記憶合金絲的復合材料驅動夾層,完成蜂窩結構基體與驅動夾層的集成。進行了蒙皮試件變形性能測試,實驗結果表明:蒙皮樣件在2A/3A激勵電

3、流作用下樣件自由端實現(xiàn)3mm位移所需時間分別為431.4s/12.6s,86s/23.6s;3A激勵電流作用時可實現(xiàn)最大變形角度分別為5.1°及8°。此外,工藝改進之后制作的可變形蒙皮試件采用溫控實驗箱加熱的變形測試實驗中可以實現(xiàn)上反和后掠變形的最大角度分別為31.13°及46.88°。
　　最后,設計制作了光纖光柵傳感夾層,結合有限元仿真結果,對蜂窩蒙皮試件進行拉伸實驗,提出利用光纖布拉格光柵(F BG)光譜特性分析拉伸過程中蒙