十公斤级固定翼无人机全碳纤维机翼设计与应力分析

• 作者: 代海亮 刘峰 王坤 高鸿渐
• 来源期刊: 宇航材料工艺
• 学科: 航空航天
• 关键词: 机翼 无人机 有限元 碳纤维 结构设计 优化
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 所属期刊栏目: 新材料新工艺
• 页码范围: 50-55
• 页数: 6页
• 分类号: V215
• 字数: 3150字
• 语种: 中文
• DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2019.04.010

摘要

根据轻型固定翼无人机性能要求,设计了一款最大起飞结构质量为10 kg、质量轻、强度高、刚度高的固定翼无人机全碳纤维机翼;基于气动性能分析和结构几何设计,建立了机翼结构的三维模型;采用“封闭矩形截面缘条”盒式梁结构,增大了机翼的扭转刚度;建立了机翼结构有限元模型,采用最大应力强度准则,对机翼结构的强度、刚度、稳定性进行了校核.对蒙皮碳纤维铺层结构进行了优化.结果 表明,结构应力集中区域位于翼梁根部螺栓孔区域,该区域应力水平决定了结构的初始强度;机翼大梁上缘条根部和附近的蒙皮易发生屈曲;优化后蒙皮减重121.6 g,占机翼初始结构质量的11.94％.