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首先介绍了变体机翼及蒙皮结构的发展研究现状,提出了大变形梯形蒙皮结构的构想.随后,建立了梯形蒙皮结构的力学分析数学模型,与有限元仿真分析结果进行了比较和分析,验证了所建立数学分析模型的正确性,为进一步开展制备和实验研究奠定了理论基础.

可主动变形的波纹式蒙皮基体制备及驱动特性

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2010.02.004

论述一种适用于变体机翼的具有主动变形能力的波纹式柔性蒙皮基体制备方法,并制作了拉伸测试件,进行拉伸实验.实验结果显示,当伸长量小于4%时,蒙皮基体线性伸长,在此范围内.可利用蒙皮自身的弹性使其恢复到原始形状.测试基于形状记忆合金(SMA)驱动器的波纹式蒙皮的主动变形效果,给SMA驱动器通以电流,利用SMA的形状记忆效应驱动蒙皮基体变形,试验测试不同电流下基体伸长2%所需的时间,及利用自身弹力回复时的残余变形量,蒙皮基体自身产生的变形将大大降低变体机翼蒙皮变形时对驱动力的要求.

关键词: 变体机翼 , 波纹式柔性蒙皮 , 制备方法 , SMA

纤维增强复合材料波纹蒙皮基体的承载能力

牟常伟 , 王帮峰 , 葛瑞钧 , 周勇

材料科学与工程学报

本文以一种可作为变体机翼蒙皮的复合材料波纹结构为对象,研究了其横向承载能力,为其结构参数优化提供理论基础.提出了一个理论分析模型,计算了试件横向的抗弯刚度及三点弯曲载荷下的挠曲线,并计算了同等材料厚度、宽度的平板结构的抗弯刚度,比较发现,波纹结构在纵向有远大于平板结构的承载能力.模仿蒙皮实际受载情况,计算了均布载荷作用下波纹试件弯曲的挠曲线方程.制作了波纹基体承载试件及平板试件,用三点弯曲法对两种试件进行了弯曲测试,测试结果表明,在弯曲的弹性变形段内,理论计算值与测试值基本吻合,误差小于10%,证明了理论分析模型的正确性.

关键词: 变体机翼 , 蒙皮 , 波纹复合材料 , 承载能力 , 计算模型

变体机翼柔性蒙皮形状优化设计及试验分析

苗成 , 钟涛 , 刘江南 , 武新 , 李树涛 , 武海玲 , 杨林 , 李国飞

兵器材料科学与工程

为满足变体机翼柔性蒙皮在沿波纹方向有较大变形量的要求,对半圆形波纹蒙皮基体的形状进行优化,得到一种纵向变形能力与横向承载能力均优于半圆形的波纹形状.建立该基体与半圆形基体拉伸与三点弯曲的有限元模型,结果表明,优化后蒙皮基体的拉伸伸长量提高25%,承载变形量减少44.1%.对试验件进行拉伸与三点弯曲试验,其结果与仿真吻合较好.优化后的蒙皮基体的纵向变形能力与横向承载能力都得到显著增强.

关键词: 变体机翼 , 形状优化 , 复合材料 , 有限元分析

基于智能夹层的复合材料柔性蒙皮变形测量研究

邹君 , 王帮峰 , 芦吉云 , 周春华

兵器材料科学与工程 doi:33-1331/TJ.20111221.2215.006

探索变体机翼蒙皮拉伸变形测量的可行性,对波纹式复合材料蒙皮的变形测量方法进行研究.通过新配方制作了波纹式蒙皮试件,对其进行力学拉伸试验,分析蒙皮的力学性能.制作模块化的智能夹层,对安装在蒙皮上的智能夹层输出特性进行测试,并与直接粘贴在蒙皮表面的应变片输出特性进行对比分析.结果表明:通过新配方制作的柔性蒙皮线弹性范围达到0～7％；在蒙皮线弹性范围内智能夹层能有效测得应变数据,其应变灵敏系数相对于应变片由2.08降至1.84；由应变反推的蒙皮伸长量与实际伸长量较吻合.

关键词: 变体机翼 , 波纹式蒙皮 , 复合材料 , 智能夹层 , 应变测量

基于碳纤维增强复合材料的柔性蒙皮性能研究

宁素娟 , 王帮峰 , 卢吉云 , 陆孟雄

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2011.01.002

探索波纹式碳纤维增强复合材料作为变体机翼蒙皮的可行性,推导复合材料的密度、各相所占的分数、复合材料中的孔隙含量以及材料拉伸弹性模量的计算公式,研究结构纵向变形能力和横向承载能力.分析实验数据,并根据复合材料理论分析模型,得出试件理论拉伸曲线和三点弯曲载荷下的理论挠曲线,分别与实验数据进行比较.结果表明:复合材料中的孔隙含量小于1%,证明试件的有效性;弹性模量实验值与理论值误差约为5%;该结构有较好的纵向变形能力和横向承载能力,在弹性变形段内,理论曲线与测试曲线基本吻合,误差小于10%,证明波纹式碳纤维增强复合材料作为变体机翼蒙皮可行.

关键词: 变体机翼 , 碳纤维增强复合材料 , 波纹式柔性蒙皮