工程力學(xué)專業(yè)畢業(yè)論文開題報告
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1、研究目的和意義
在未來戰(zhàn)場上，無人平臺將是一支不可忽視的重要作戰(zhàn)力量，目前無人飛行器的機翼設(shè)計能夠滿足下列兩個可目標之一：飛得快、擁有較長滯空時間，但是同時滿足這兩個目標是非常困難的。本項目提出的可變翼骨架結(jié)構(gòu)，是通過智能材料結(jié)構(gòu)與鉸鏈機械結(jié)構(gòu)相結(jié)合，使飛機的機翼可以根據(jù)飛行條件的不同通過動作器對變形的控制來調(diào)整翼展、機翼面積和展弦比等參數(shù)。
可變翼結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)根據(jù)不同任務(wù)進行變速、變高度、變飛行參數(shù)的飛行，并且具有較長的滯空時間，相關(guān)技術(shù)還可以用于可變翼巡航導(dǎo)彈、艦船潛艇結(jié)構(gòu)等軍用武器結(jié)構(gòu)中，為實現(xiàn)武器系統(tǒng)的安全化、智能化、自適應(yīng)化提供有力的基礎(chǔ)保障，大大地提高了武器系統(tǒng)(尤其是無人機)的作戰(zhàn)性能和安全性，減少了武器結(jié)構(gòu)服役過程中的風(fēng)險性和維護成本。該設(shè)計理念還可應(yīng)用于民用設(shè)施上，如智能橋梁、智能球拍及醫(yī)用上。
2、國內(nèi)外發(fā)展情況(文獻綜述)
目前，國外可變翼飛行器的研究方興未艾，尤其是基于形狀記憶材料的智能航天航空、航海結(jié)構(gòu)的應(yīng)用受到更加廣泛的重視和認可，一些元件已經(jīng)完成原理性演示驗證，預(yù)計在21世紀初首先在航海、航空航天領(lǐng)域獲得型號上的應(yīng)用，如美國彈道導(dǎo)彈防御局預(yù)計在2010年左右在天基防御系統(tǒng)空間平臺初步應(yīng)用光纖智能蒙皮，美空軍萊特實驗室預(yù)計在2013年進行裝有對敵方威脅進行監(jiān)視的智能結(jié)構(gòu)的'飛行器樣機實驗，英國宇航公司(BAE)也將于未來幾年完成裝有光纖健康監(jiān)測系統(tǒng)的全智能復(fù)合材料飛機的試飛，而美國空軍研究實驗室(AFRL)正與美國國防高級研究計劃局(DARPA)也于2001年提出了 “變形飛行器結(jié)構(gòu)”(MAS)的計劃，其目標是發(fā)展一種主動可變形機翼，能夠根據(jù)任務(wù)性質(zhì)來改變機翼形狀。該項目已經(jīng)完成原理性演示驗證，預(yù)計在2006年左右完成比例尺寸飛機的試飛。而應(yīng)用各種智能材料和結(jié)構(gòu)的智能無人飛機和巡航導(dǎo)彈則是未來發(fā)展的必然趨勢和方向。
智能材料系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)的研究最早是在70年代末期，由美國率先開展起來的，隨后世界各主要發(fā)達國家相繼開展該領(lǐng)域的研究工作，使智能結(jié)構(gòu)技術(shù)得到廣泛承認。進入九十年代，它更是受到高度重視。特別是美國軍方和一些政府機構(gòu)直接參與了研究和開發(fā)工作。1995年，白宮 科技政策辦公室和國家關(guān)鍵技術(shù)評審組將智能材料結(jié)構(gòu)技術(shù)列入“國家關(guān)鍵技術(shù)報告”中。1997年，智能構(gòu)被列為“基礎(chǔ)研究計劃”的六項戰(zhàn)略研究任務(wù)之一。美國各軍種、彈道導(dǎo)彈 防御局(BMDO)和美國航空航天局(NASA)以及波音、麥道、TRW 和 聯(lián)合機身等大公司都分別制 定了研究與發(fā)展計劃，如彈道導(dǎo)彈防御局的“自適應(yīng)結(jié)構(gòu)計劃”，陸軍研究局的“智能材料與結(jié)構(gòu)計劃”，空軍、海軍共同實施的“智能金屬結(jié)構(gòu)計劃”，空軍航天實驗室的“智能結(jié)構(gòu)蒙皮計劃”等。
我國智能材料和結(jié)構(gòu)的研究開展于二十世紀九十年代，主要研究單位包括哈爾濱工業(yè)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等大學(xué)、研究院所，主要研究領(lǐng)域包括光纖傳感器、形狀記憶材料、電磁流變液、壓電陶瓷作動器等，對梁和復(fù)合材料層合板的彎曲進行了研究。國內(nèi)的研究只是側(cè)重于基礎(chǔ)性研究(如形狀記憶合金混雜復(fù)合材料研究、NiTi合金研究等)，而國外對翼形的變形已有研究，目前雖已開展了智能翼的研制，但對可變翼形的骨架結(jié)構(gòu)的設(shè)計研究尚無可借鑒的經(jīng)驗。
3、研究的主要方法、手段 ：
通過智能材料結(jié)構(gòu)與鉸鏈機械結(jié)構(gòu)相結(jié)合，使飛機的機翼可以根據(jù)飛行條件的不同通過動作器對變形的控制來調(diào)整翼展、機翼面積和展弦比等參數(shù)。該課題主要是通過采用改變飛機機翼的后掠角的方式，來達到改變飛機速度和機動性能的目的。
在不考慮外界各種因素的影響下，應(yīng)用ADAMS軟件對三角機翼骨架進行動力學(xué)仿真分析。測出在不同響應(yīng)時間內(nèi)機翼的后掠角和跨度的變化，進而可以對動作器的位置進行優(yōu)化。
4、可行性分析：
該課題主要是智能材料結(jié)構(gòu)與鉸鏈機械結(jié)構(gòu)的結(jié)合。應(yīng)用AutoCAD與ADAMS軟件進行動力學(xué)仿真分析，測出可變翼骨架結(jié)構(gòu)在不同響應(yīng)時間內(nèi)各種參數(shù)的變化。針對于過程所做的力學(xué)分析與機械知識，包涵于我們所學(xué)的課程里面。我們也擁有該課題仿真分析所用到的設(shè)備與軟件。因此該課題具有可行性。
5、論文提綱
摘要
Abstract
第1章緒論
1.1選題的目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3本文的主要工作
第2章原理分析
2.1飛機原理
2.2 AutoCAD軟件的概述及應(yīng)用
第3章 智能可變翼骨架結(jié)構(gòu)的建立
3.1 機翼骨架的介紹
3.2 建立機翼骨架，應(yīng)用AutoCAD制圖
3.3 動作器的性能與添加
第4章 機翼骨架結(jié)構(gòu)的仿真分析
4.1骨架系統(tǒng)建模，并使動作器在不同的位置進行驅(qū)動
4.2仿真分析
4.3仿真結(jié)果分析
第5章 結(jié)論
致謝
參考文獻
6、時間進程
任務(wù)下達日期：2013年11月 23日
論文開題日期：2014年 3 月14日
論文開始日期：2014年 2月 24日
中期檢查日期：2014年5 月 9日
論文完成日期：2014年6 月 2日
論文答辯日期：2014年6 月 13日
7、參考文獻：
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