風洞試驗腹撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計及有限元分析.pdf

1、風洞試驗設備的研制具有重要國防戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟價值。其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到試驗模擬的真實程度。隨著科技的不斷發(fā)展，對飛行器試驗模擬的精度不斷提高，我國也開始了對8×6m風洞進行了研究，以克服過去2.4m風洞存在的近場干擾。在此背景下，本文對8×6m風洞用大迎角支撐結(jié)構(gòu)進行了機器人建模、結(jié)構(gòu)設計、基于ANSYS的有限元分析和偏航系統(tǒng)的建模及仿真。這種試驗設備的研制，對于飛行器模擬真實程度的提高有重要意義。
　　在對常用的風洞支撐形式進

2、行分析比較后，本文選用了腹撐結(jié)構(gòu)，該支撐方式的主要特點有:模型支撐方式多樣,可滿足常規(guī)和大量特種模型支撐和姿態(tài)變化需要；系統(tǒng)剛性強,模型支撐牢固,變形??；機構(gòu)運行靈活,模型姿態(tài)變化定位精確。動力機構(gòu)選擇液壓驅(qū)動，充分發(fā)揮了液壓系統(tǒng)的優(yōu)點。
　　通過對風洞腹撐結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求進行分析，特別是大迎角的要求，完成腹撐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計。根據(jù) D-H參數(shù)法建立了模型的坐標系并計算出了各個坐標系間的旋轉(zhuǎn)變換矩陣。在此基礎上，進行了運動學、動力學的

3、分析。對各個關(guān)節(jié)驅(qū)動驅(qū)動力進行了分析計算，對操作空間進行分析驗算，確定了合理的四自由度串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
　　研制具有良好力學特性的大迎角機構(gòu),是解決先進、高機動飛行器武器大迎角氣動力問題的關(guān)鍵技術(shù)之一。在8×6m風洞大迎角機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式的設計過程中,應用ANSYS有限元軟件,對其強度、剛度和動態(tài)特性進行了有限元分析和優(yōu)化，獲得了大迎角機構(gòu)在最大氣動力載荷作用下的結(jié)構(gòu)應力和變形,以及自由振動時的模態(tài)頻率和模態(tài)振型。計算結(jié)果表明:大迎角機構(gòu)本