适用于变形机翼的大变形高负载柔性机构设计方法研究

项目名称： 适用于变形机翼的大变形高负载柔性机构设计方法研究

项目编号： No.51375383

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 葛文杰

作者单位： 西北工业大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 高气动性与低燃油消耗要求未来先进飞机具有可变形机翼。而依靠单体拓扑结构弹性变形的柔性机构，具有生物形变特征的优势能够实现翼型曲线的连续光滑变形，且质轻易驱动控制，是未来变形翼最理想的实现途径。但目前柔性机构设计面临着大变形与高负载发展的瓶颈，建立在均质化材料和线性或几何非线性设计基础上的柔性机构设计方法则无法突破这一瓶颈。本项目拟以理论分析为主，辅以仿生与实验研究，从符合未来机翼发展趋势具有各向异性的复合材料力学模型入手，探索大变形、高负载下形变柔性机构的设计方法。建立基于复材大变形柔性机构的拓扑优化模型及求解方法，借助仿生铺层，提出高负载的二次优化方法；在此基础上，借助生物"刚柔并济"的大变形负载结构拓扑和变胞机理研究，结合实验，建立适合大变形高负载的多级变胞柔性机构的设计方法；基于某翼型气动数据，进行变形翼的设计、仿真及实验验证。为未来飞行器变形翼设计提供设计理论与技术基础。

中文关键词： 柔性机构；复合材料；多级驱动；变胞机构；柔性机翼

英文摘要： Morphing wings are requred in future advanced aircraft in terms of high aerodynamic property and low fuel oil consumption. Compliant mechanism of realizing curve deformation depending on topological structure and material elastic deformation, which not on

英文关键词： Compliant mechanisms；Composite materials；Multi-stage drive；Metamorphic mechanism；Compliant wings