615 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)(有cad圖)
615 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)(有cad圖),615,鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)(有cad圖),鏈?zhǔn)?輸送,傳動(dòng),裝置,設(shè)計(jì),cad
初步設(shè)計(jì)和制造研究混合輕質(zhì)高速風(fēng)洞模型
黨國(guó),張政宇,孫巖
空氣動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心,四川綿陽(yáng),中國(guó)
朱煒君
國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,西安交通大學(xué),西安,中國(guó)機(jī)械制造系統(tǒng)工程
抽象
目的 - 在高的氣動(dòng)載荷,這樣做的目的,目前的光敏樹脂樹脂模型下的強(qiáng)度和剛度不足紙是引進(jìn)與內(nèi)部金屬的初步設(shè)計(jì)和制造技術(shù),混合動(dòng)力輕型高速風(fēng)洞模型基于快速原型(RP)的框架和表面光聚合物樹脂。設(shè)計(jì)/方法/方式 - 內(nèi)部的金屬框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可以方便地制作的常規(guī)配置傳統(tǒng)的機(jī)械制造方法。外層樹脂成分設(shè)計(jì),以滿足配置的保真度和表面質(zhì)量,制備反相設(shè)備??諝鈩?dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)相結(jié)合,利用完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),強(qiáng)度和剛度校準(zhǔn)和振動(dòng)分析。驗(yàn)證混合AGARD-B型的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和制造方法進(jìn)行了研究制造精度,表面加工質(zhì)量和力學(xué)性能的分析。結(jié)果 - 與內(nèi)部的金屬框架和外層樹脂的方法,大大提高整體實(shí)力和RP的部分混合剛度AGARD-B型,它是適合高速風(fēng)洞模型構(gòu)造復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。該方法可顯著降低模型的重量和防止共振的發(fā)生之間的模型,風(fēng)洞和支持系統(tǒng),縮短加工周期,也導(dǎo)致減少制造周期和成本。研究限制/影響 - 配置外層樹脂的薄膜組件的剛度是有點(diǎn)差,在高的氣動(dòng)載荷下高速風(fēng)洞試驗(yàn),對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的組成部分變形的影響,應(yīng)該予以考慮。獨(dú)創(chuàng)性/價(jià)值 - 這種方法可以提高使用RP技術(shù)在高速風(fēng)洞模型制造的多功能性,特別是對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)?zāi)P?。氣?dòng)和結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的混合模型,使反相用于制造高速風(fēng)洞模型更實(shí)用的技術(shù)。
關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì),制造系統(tǒng),快速原型,樹脂,模型,抗風(fēng)
1. 生產(chǎn)
一個(gè)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造技術(shù),混合動(dòng)力基于快速原型(RP)的輕量級(jí)模型進(jìn)行,以確定內(nèi)部模型的適用性金屬框架和表面光聚合物樹脂材料(雅各布,1996年,斯普林格和庫(kù)珀,1997)。在1997年,一個(gè)研究空氣動(dòng)力特性的實(shí)驗(yàn)?zāi)P椭谱鱎P技術(shù)是由斯普林格和庫(kù)珀。他們表明,RP技術(shù)可以降低處理成本,實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷臅r(shí)期,盡管存在一些問(wèn)題,如RP模型的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度(斯普林格和Cooper,1997)。此外,它允許一步復(fù)雜的風(fēng)洞模型制作表面高壓水龍頭,內(nèi)部通道和外部輪廓(希爾德布蘭等,2003; Heyes和史密斯,2004)。特別是,它已被證明,可以利用RP技術(shù)納入模型,將引起內(nèi)部功能大量的額外工程在設(shè)計(jì)和制造傳統(tǒng)技術(shù)(Heyes和史密斯,2004)。此外,反相技術(shù)允許制造復(fù)雜的3-D模型結(jié)構(gòu)(蔡等,2003;。Quincieu等,2005)。這是clearthat增加RP的組件在風(fēng)洞試驗(yàn)中的使用模型可顯著降低相關(guān)的成本和時(shí)間亞音速和跨音速風(fēng)洞模型制作(Aghanajafi等,2006)。然而,在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用RP技術(shù)風(fēng)洞模型制作仍然有一定的局限性,如利用材料的能力,使短缺基于RP,特別是輕量級(jí)的風(fēng)洞模型變形的高速風(fēng)洞測(cè)試模型滿足高的氣動(dòng)載荷。也有一些要求RP模型的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度,還其表面的有效性和高配置的保真度配置表面RP技術(shù)制造(泰勒等人,2005年)。另一個(gè)問(wèn)題是如何獲得有效氣動(dòng)數(shù)據(jù)和合適的基地。此外,組件高速風(fēng)洞模型由目前的樹脂制造基于RP技術(shù),尤其是薄的部分,如材料翼尖,仍然表現(xiàn)出微弱的力學(xué)性能,這阻礙其進(jìn)一步的應(yīng)用程序功能的風(fēng)洞
負(fù)載條件下的模型(Zhou等,2008)。本文的目的是提出一個(gè)初步的設(shè)計(jì)和制造混合輕量級(jí)的模型與方法內(nèi)部的金屬框架和外光聚合物樹脂基于RP配置為高速風(fēng)洞試驗(yàn),并討論結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化選擇通過(guò)空氣動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)分析相結(jié)合。最后,由一個(gè)混合的例子驗(yàn)證方法AGARD-B型。
2. 設(shè)計(jì)和制造方法
2.1要求和目標(biāo)高速風(fēng)洞試驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)?zāi)P屯ǔM足更高的空氣動(dòng)力載荷比在低速。因此,滿足強(qiáng)度和剛度要求非常顯著的輕型高速風(fēng)洞基于RP技術(shù)(海牙,2004年)等。模型?;旌戏ㄌ岢龅奈募?lái)解決這個(gè)問(wèn)題,混合模型包含兩個(gè)關(guān)鍵組件,嵌套固定模式,一種是利用內(nèi)部的金屬框架承受在風(fēng)洞試驗(yàn),氣動(dòng)載荷和其他外樹脂配置用來(lái)模擬飛機(jī)保真配置(圖1)。設(shè)計(jì)與制造內(nèi)部的金屬框架,以提供強(qiáng)度和剛度在高速風(fēng)洞試驗(yàn)條件的要求。外層樹脂配置分成許多根據(jù)零部件的RP設(shè)施的一些特點(diǎn)和制造技術(shù)。據(jù)一些參考的一些研究成果和RP技術(shù)(泰勒,2005年沃勒斯,2006;斯普林格1998年),一般也有一些設(shè)計(jì)要求和目標(biāo)如下:
內(nèi)部的金屬框架。他們必須提供足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度,和合適的位置空間測(cè)量?jī)x器和支持刺痛。此外,一些結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì),例如模型中的孔,以減少模型的重量和降低制造成本。他們應(yīng)該由傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造方便設(shè)施,以降低生產(chǎn)周期。
外層樹脂的配置。它應(yīng)分為盡可能少盡可能避免組合精密組件應(yīng)確定損失和位置分為的位置,有幾個(gè)流量特性的影響根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)要求的模型表面。
組合結(jié)構(gòu)。它應(yīng)滿足組合和拆卸的要求,并能提供足夠的模型組件之間的連接強(qiáng)度。
圖1
2.2 氣動(dòng)/結(jié)構(gòu)組合
根據(jù)高速風(fēng)洞試驗(yàn)要求和混合結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的差異輕量級(jí)模型和整體金屬模型(竹和湯姆森,1998年),一般分為混合模式幾部分組成。利用中空結(jié)構(gòu)機(jī)身模型,以減少模型的重量,這是提供一些空間,平衡,刺痛和壓力管安裝。金屬框架構(gòu)造薄元件以提高模型的強(qiáng)度和剛度。氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)分析相結(jié)合利用驗(yàn)證的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),如果能滿足實(shí)驗(yàn)要求(泰勒,2004年,泰勒等人,2004年)??諝鈩?dòng)力學(xué)的通過(guò)計(jì)算流體模型上的負(fù)載動(dòng)力學(xué)(CFD),負(fù)載是用來(lái)完成由計(jì)算的強(qiáng)度,剛度和振動(dòng)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)(CSD)的。分析結(jié)果是驗(yàn)證結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)的有效性,它可以防止現(xiàn)象發(fā)生,混合輕質(zhì)高速風(fēng)洞模型可能被摧毀機(jī)械師在風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)芰Ξ惓!?
2.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案確定估計(jì),類比或以能力測(cè)試對(duì)產(chǎn)品的要求和申請(qǐng)條件傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。在此之后,該產(chǎn)品是向執(zhí)行的強(qiáng)度,剛度的靜態(tài)標(biāo)定和分析,并動(dòng)態(tài)特性。在最后,進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)根據(jù)上述分析,開展產(chǎn)品結(jié)果。處理的工作效率和效果的浪費(fèi)(貝茨,1998)。然而,在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是一個(gè)可行的方法,結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)和數(shù)學(xué)規(guī)劃理論,廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域,結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)方法是,以獲得最佳的設(shè)計(jì)方案和取決于當(dāng)前先進(jìn)的最佳設(shè)計(jì)參數(shù)電腦和高效的計(jì)算能力(迦特和Calise,2001),。擺在首位,是一個(gè)數(shù)學(xué)基于優(yōu)化設(shè)計(jì)的模型需要興建圖1混合模型的結(jié)構(gòu)示意圖外層樹脂配置內(nèi)部的金屬框架混合動(dòng)力輕型高速風(fēng)洞模型楊黨國(guó),張征宇,孫巖,朱偉軍快速原型雜志17卷1號(hào)·2011·45-5446according的實(shí)際問(wèn)題。在一個(gè)普遍研究結(jié)果,一種普遍的數(shù)學(xué)模型描述非線性靜態(tài)和動(dòng)態(tài)力學(xué)編程問(wèn)題,配置和拓?fù)鋬?yōu)化問(wèn)題,或可靠性和控制問(wèn)題(貝茨,2001; Prasanna等,2005)。該模型可以描述在表一
圖1混合模型的結(jié)構(gòu)示意圖
2.4制造方法
內(nèi)部的混合輕質(zhì)金屬框架結(jié)構(gòu)模型通常設(shè)計(jì)為常規(guī)配置,這制造優(yōu)勢(shì)和方便。內(nèi)部的金屬框架可以由傳統(tǒng)的制造處理方法,如車床,銑床,鉆床和線切割,以縮短加工周期,降低結(jié)構(gòu)分析中的制造成本和便利。外層樹脂混合輕量級(jí)模型配置往往是捏造出來(lái)的RP技術(shù)和設(shè)施。外樹脂的配置可滿足高配置的保真度飛機(jī)和表面質(zhì)量,可以實(shí)現(xiàn)銑削。此外,該方法制造混合輕質(zhì)基于RP技術(shù)的模型,可以制造一些模型成分復(fù)雜,縮短加工周期,降低制造成本。目前,這種材料利用RP技術(shù)是液體感光樹脂樹脂,這表明一些承諾,使一些高強(qiáng)度的組件。和能承受高氣動(dòng)元件載荷和忍受高溫(Aghanajafi等,2006;阿扎羅夫等,2002)。在RP技術(shù),有三個(gè)關(guān)鍵生產(chǎn)加工用,首先是要處理的CAD繪制外層樹脂配置,并追加一些配置適當(dāng)?shù)闹С?,第二是完成切割層處理。最后,外層樹脂配置制造由反相設(shè)施。
3. 驗(yàn)證范例
3.1 AGARD-B型
AGARD-B模型是一個(gè)配置的翼身組合。翼是在一個(gè)等邊的三角跨度三角體直徑的4倍。身體一個(gè)革命的圓柱形機(jī)身與卵形缸頭(Damljanovic“等,2006)。 圖2是一個(gè)草圖模型中的條款給予相關(guān)尺寸體直徑D.一些典型的流動(dòng)現(xiàn)象,如圖,流量傳遞時(shí),會(huì)發(fā)生分離,渦生成等該模型。因此,模型的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以用來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)和制造方法混合動(dòng)力輕型高速風(fēng)洞模型。
圖 2
3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
驗(yàn)證AGARD-B型是一個(gè)混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)部的金屬框架和外光聚合物樹脂配置,其中包含了三個(gè)部分,即,頭,機(jī)身和兩個(gè)對(duì)稱的翅膀。漸變氣缸的形式和螺栓被用來(lái)修復(fù)的結(jié)構(gòu)之間的頭和機(jī)身的金屬框架,以及一個(gè)凹槽形式和螺栓之間的機(jī)身和機(jī)翼的框架。頭和機(jī)身框架革命空心機(jī)構(gòu)其中平衡,支持刺痛和一些用于收集管數(shù)據(jù)被安裝??梢允莾?nèi)部的金屬框架的兩個(gè)組合類型初步選定在設(shè)計(jì)之初。一個(gè)是內(nèi)部的金屬框架插入樹脂配置和螺栓固定牢固(圖3(a)),另一個(gè)是,外層樹脂配置上貼上金屬架的表面(圖3(b))。第二個(gè)內(nèi)部固定困難,組合框架確定中的位置之間的差異和壓力收斂機(jī)翼和機(jī)身。最后,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖混合輕質(zhì)AGARD-B模型如圖4所示。
圖 3
圖 4
3.3 翼結(jié)構(gòu)優(yōu)化
內(nèi)部的金屬框架的強(qiáng)度,剛度和重量超過(guò)外層樹脂配置,所以結(jié)構(gòu)機(jī)翼設(shè)計(jì)優(yōu)化是提高金屬翼幀。金屬翼框架的一個(gè)數(shù)學(xué)模型優(yōu)化可以成立,如表二。它的位置和大小確定空氣動(dòng)力模型和結(jié)構(gòu)形式翅膀下金屬機(jī)翼氣動(dòng)載荷幀能滿足強(qiáng)度要求。的結(jié)構(gòu)形式翅膀顯示在圖5(a)項(xiàng)和(b)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化,參數(shù)模型的機(jī)翼框架需要興建。參數(shù)模型中的一些變量,如強(qiáng)度,剛度,長(zhǎng)度等原值。在一個(gè)給定的范圍內(nèi)可以改變的變量被定義為一些元素分析的靈敏度結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。在紙張,五翼的基本維度變量幀選擇performsensitivity分析(圖5(c)條)。結(jié)果表明,強(qiáng)度參數(shù)的敏感性為每一個(gè)變量是不同的,分別。通過(guò)分析和上述結(jié)果五個(gè)維度變量法影響機(jī)翼幀力學(xué)性能獲得。被選中的一個(gè)關(guān)鍵維度變量執(zhí)行由機(jī)翼的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化Pro / Mechanica軟體Pro / Engineer的結(jié)合。翼的框架材料是40Cr鋼,安全系數(shù)3和容許應(yīng)力300MPa。五分析優(yōu)化維變量為2毫米厚的翼幀根據(jù)對(duì)象的優(yōu)化和限制,以完成條件,其結(jié)果是:長(zhǎng)度?144毫米,angletrail?1208,Lengthfront的?63毫米的,Lengthtrail?1毫米Distancetrail?7毫米。然而,有沒(méi)有結(jié)果實(shí)現(xiàn)1毫米厚的機(jī)翼框架的優(yōu)化設(shè)計(jì)因?yàn)閺?qiáng)度短缺。通過(guò)分析,主要原因是是不合適的,強(qiáng)大的壓力,以滿足限制變量,如RP厚度$ 0.25。因此,1T2毫米的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)介紹和分析,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。翼幀兩種類型,如2毫米和1T厚度2mm,圖5(d),其在氣動(dòng)載荷的最大應(yīng)力和變形1.2馬赫數(shù)和攻角88給出表三。結(jié)果表明,兩種結(jié)構(gòu)類型滿足強(qiáng)度和剛度要求。
圖2配置和AGARD-B模型的基本尺寸
圖3內(nèi)部的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖 5
3.4內(nèi)部的金屬框架制造
組件內(nèi)部的金屬頭和機(jī)身框架制備了由傳統(tǒng)的車床,鉆床設(shè)施,翼幀的生產(chǎn)線切口和銑床。鏡架材質(zhì)為40Cr鋼。剛性框架表面的要求是28-32 HRC和某人。 900MPa左右,這是由熱處理滿足幀。翼幀的變形,可以通過(guò)面粉,因?yàn)闄C(jī)翼的厚度銑。因此,利用一些助手夾,以防止這一點(diǎn),如區(qū)塊枕頭。幀的表面質(zhì)量通過(guò)一些精密的治療。一個(gè)錐孔鉆在機(jī)身,這是捏造利用輔助匹配校準(zhǔn)錐核實(shí),是為了接觸表面之間的機(jī)身和支持,在風(fēng)洞中使用的平衡蜇測(cè)試。其表面粗糙度精密車床1.6mmby??讖胶洼S之間的組合公差等級(jí)機(jī)身和頭部H7/g6(^0.02毫米),并匹配機(jī)身和頭部之間的表面制造精密車床,其粗糙度1.6毫米。此外,組合公差之間的機(jī)翼導(dǎo)向階段和機(jī)身槽^0.02毫米,匹配的表面粗糙度3.2毫米。其余的表面粗糙度6.3毫米。完成制造和裝配后幀,平整度的兩個(gè)側(cè)對(duì)稱的翅膀校準(zhǔn)。結(jié)果表明,增加不勻逐步沿翼展達(dá)到最大值0.11毫米在翼尖,可滿足設(shè)計(jì)高速風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)P偷囊?。?nèi)部的金屬框架,關(guān)鍵力量結(jié)構(gòu),承受最氣動(dòng)載荷。為了確保無(wú)裂紋熱處理和制造的金屬框架,所有的金屬框架的組成部分,受到裂紋檢查工業(yè)CT設(shè)備名為jtomejxl450,由德國(guó)鳳凰公司。結(jié)果表明:沒(méi)有發(fā)生裂紋金屬框架。3.5外樹脂配置制造外的混合輕質(zhì)樹脂配置AGARD-B模型制作反相名為設(shè)施SPS600B(圖6(a)項(xiàng))利用SOMOS14120光敏樹脂樹脂材料。魔法RP7.0軟件利用完成數(shù)據(jù)準(zhǔn)備包含的組件搭配,支持加入和切削層治療前完成外樹脂配置的基礎(chǔ)上RP技術(shù)制造。制造業(yè)方向和組件搭配是非常顯著在制造加工的步驟。他們有關(guān)鍵性的影響外層樹脂配置的成型精度。這樣他們就可以根據(jù)制造業(yè)的便利和選擇為RP元件的精度要求。在造紙,樹脂混合輕質(zhì)翼配置一層一層AGARD-B模型制作逐漸沿下傾斜角度308的翼展,和RP的頭部和機(jī)身的制造方向因?yàn)樾枰诜掀漭S向方向裝配精度之間的金屬框架和外層樹脂配置,在圖6(b)所示。圖6(c)顯示的RP混合輕量級(jí)AGARD-B型元件。制造方法,確保氣動(dòng)外層樹脂配置的質(zhì)量和成型精度配置。因此,RP的方法,給出了一些承諾樹脂在成型精度和制造配置高速風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)P陀泻线m的尺寸和精度要求。
圖6外樹脂配置
4。強(qiáng)度和剛度標(biāo)定和振動(dòng)分析
4.1強(qiáng)度和剛度校準(zhǔn)
CFD和CSD的組合被利用來(lái)執(zhí)行校準(zhǔn)混合輕量級(jí)的強(qiáng)度和剛度AGARD-B型。對(duì)于差價(jià),平均的3-D雷諾茲可壓縮Navier-Stokes方程(1)利用一個(gè)解決有限體積空間discretization.The計(jì)算是第二責(zé)令準(zhǔn)確的空間。粘通量建模利用中央差分格式,并采用兩階無(wú)粘通量迎風(fēng)Roe格式(Aradag和騎士(2004)的影響幾個(gè)數(shù)字參數(shù),包括數(shù)值通量方案審查Aradag和騎士(2004年)和羅伊計(jì)劃的結(jié)論有更可靠和更密切的結(jié)果比其他幾個(gè)數(shù)值方案的實(shí)驗(yàn):利用紙張的兩equationmodel aturbulentmodel。湍流動(dòng)能k和輸運(yùn)方程第二個(gè)W(湍流動(dòng)能耗散率解決能源每單位體積和時(shí)間)(威爾科克斯,1993年)。薩瑟蘭粘度法采用的計(jì)算。自由流邊界層的厚度,在數(shù)值給予模擬測(cè)試。自由流邊界條件是遠(yuǎn)場(chǎng)的邊界,并傳入的壓力,根據(jù)給定的溫度和馬赫數(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)條件。對(duì)固體邊界,無(wú)滑移條件適用于:圖7給出了半AGARD-B模型計(jì)算網(wǎng)格。AGARD-B模型是對(duì)稱的模型,所以升力約在08攻擊角為零。 “表四中的CFD計(jì)算結(jié)果表明,升力是接近于零,在三個(gè)不同的馬赫0.6,0.95和1.2的數(shù)字,它顯示了有效性和可靠性計(jì)算結(jié)果。懲教署,結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制方程(3)通過(guò)有限元方法解決。本[M]表示質(zhì)量矩陣[C]阻尼矩陣[K】剛度矩陣。 F(T)是一個(gè)力矢量和有一個(gè)氣動(dòng)載荷的關(guān)系和Q(t)是一個(gè)位移向量。計(jì)算負(fù)荷結(jié)構(gòu)分析的邊界是從表面壓力分布的CFD
圖7 AGARD-B模型計(jì)算網(wǎng)格
內(nèi)部的金屬框架材料是40Cr鋼,其實(shí)力的限制(某人)約900MPa左右。外配置材料是光聚合物樹脂,其SB45MPa。從表四,在馬赫的氣動(dòng)載荷1.288和攻擊角度是最高的,利用一些負(fù)載進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度AGARD-B模型的剛度和校準(zhǔn)。混合輕量級(jí)AGARD-B型,可以被毀滅,在翼根在應(yīng)力集中。當(dāng)馬赫數(shù)小于1.8,安全因素的高速風(fēng)洞模型(f)根據(jù)氣動(dòng)載荷為3。最大許可應(yīng)力(SM)金屬框300MPa(SB / F),允許的最大樹脂配置的權(quán)限應(yīng)力(SR)是15MPa的。圖8顯示了一些有關(guān)的應(yīng)力分布結(jié)果內(nèi)部的金屬框架和外層樹脂配置。 “內(nèi)部的金屬框架的最大壓力是115MPa在翼根,這是比SM的發(fā)生。最大外層樹脂配置的壓力7.80MPa現(xiàn)有翼尖,這也是比SR少。從上面的分析,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇制造混合輕質(zhì)AGARD-B型可滿足強(qiáng)度用于高速風(fēng)洞測(cè)試環(huán)境的要求。在高速風(fēng)洞試驗(yàn),變形的測(cè)試機(jī)型后掠三角翼的表示開啟角度(U),角度小于0.58下測(cè)試條件。它的定義如下:在這里,m表示最大的機(jī)翼變形。圖9顯示了關(guān)于變形的計(jì)算結(jié)果內(nèi)部的金屬框架和外層樹脂的分布配置??梢钥闯?,金屬架(40Cr鋼)thatm0.42毫米翼尖和U0.238,而外層樹脂米配置2.94mmat翼尖和U1.658。因此,內(nèi)部的金屬框架,能滿足剛度要求混合輕質(zhì)AGARD-B型。和也,外層樹脂配置除了能滿足剛度要求翼尖有一個(gè)小麻煩,但測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證表明不拆的翅膀。但剛度樹脂的翼尖必須在今后的研究加以改進(jìn)。
圖8內(nèi)部的金屬框架(40Cr鋼)的應(yīng)力分布和樹脂配置
圖9內(nèi)部的金屬框架(40Cr鋼)變形分布和樹脂配置
4.2振動(dòng)分析
在大尺寸的流量波動(dòng)的峰值頻率高速風(fēng)洞通常是有點(diǎn)低。重量測(cè)試模型是一個(gè)非常關(guān)鍵的因素之間的共振試驗(yàn)?zāi)P?,流,風(fēng)洞和支持系統(tǒng)。據(jù)一些以前的測(cè)試結(jié)果,減幅在試驗(yàn)?zāi)P椭亓靠梢詼p少共振的可能性在測(cè)試系統(tǒng)。因此,混合輕量級(jí)模型顯示一個(gè)非常令人振奮的前景。在紙,一個(gè)模式以上兩種結(jié)構(gòu)類型的Y方向的振動(dòng)頻率AGARD-B的模型支持系統(tǒng)的分析,并與金屬相比,結(jié)果列于表五。模型(40Cr鋼),重量輕量級(jí)AGARD-B型下降約38.9%,其固有的頻率增加約73.2%,其中表明輕量級(jí)模型能夠避免共振發(fā)生。一般來(lái)說(shuō),混合輕量級(jí)模型接受的高速風(fēng)洞試驗(yàn)。
5。驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果
圖10(a) -(c)所示的混合組件輕量級(jí)AGARD-B的模型,在T-38的金屬試驗(yàn)?zāi)P驮诙砹_斯和FL-21的混合模型風(fēng)洞在CARDC的風(fēng)洞。圖11(a) -(三)提出的測(cè)試空氣動(dòng)力特性的結(jié)果。馬赫數(shù)為0.6,它被證明,氣動(dòng)混合模式的特點(diǎn)是類似金屬模型。特別是,在一攻小攻角(228##28),模型這兩種類型的空氣動(dòng)力系數(shù)顯示良好的協(xié)議。 28,#88,但其價(jià)值空氣動(dòng)力系數(shù)有一些分歧,變化規(guī)律是相似的。其原因在于僵硬的混合模型是小于金屬模型和變形混合模型在氣動(dòng)載荷風(fēng)洞試驗(yàn)。
圖10混合輕質(zhì)AGARD-B測(cè)試模型
6。成本和時(shí)間
AGARD-B的混合輕量級(jí)模型的基礎(chǔ)上的RP金屬框架制造國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室西安交通大學(xué)系統(tǒng)工程。從3 - DCAD模型來(lái)實(shí)現(xiàn)輕量級(jí)測(cè)試模型,它處理了3和3.5個(gè)星期之間,與成本300美元之間,美元和500.HowevermetalAGARD-Bmodels(40Cr合金材料)花了三個(gè)月的設(shè)計(jì)和制造,成本1500元左右。因此,設(shè)計(jì)技術(shù)降低制造成本和時(shí)間大大。此外,在這項(xiàng)研究的時(shí)間,不同的設(shè)計(jì)方法和制造輕量級(jí)模型的模式進(jìn)行了轉(zhuǎn)換的翅膀輕量級(jí)模型,所以滿意的優(yōu)點(diǎn)是方便基于RP技術(shù)的SL模型制作的部分。每個(gè)模型的RP制造成本是$100和$ 150之間,轉(zhuǎn)換到風(fēng)洞模型是200美元左右,而平衡適配器售價(jià)為100美元。所提出的成本大多是由引號(hào)一些次要的來(lái)源,如RP模型設(shè)計(jì)和后加工等專門在RP組件
制造業(yè)。應(yīng)當(dāng)指出的是,最新報(bào)價(jià)輕量級(jí)的RP模型轉(zhuǎn)換到高速風(fēng)洞模型,包括模型設(shè)計(jì),制造使用光聚合物樹脂和金屬材料,是為400元的平衡適配器(50美元和350元的模型零件和勞動(dòng)力轉(zhuǎn)換模型)。模型設(shè)計(jì)引述服用一個(gè)星期。在此之后,隨著標(biāo)準(zhǔn)RP的輕量級(jí)模型制作,風(fēng)洞5個(gè)工作日內(nèi)模型可以在一個(gè)星期內(nèi)建造。
7。結(jié)論和未來(lái)工作
初步設(shè)計(jì)和制造混合動(dòng)力的研究基于RP的輕量級(jí)模型的高速風(fēng)洞測(cè)試已進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證混合輕量級(jí)AGARD-B型。它采用的方法內(nèi)部的金屬框架和外光聚合物樹脂制作混合輕量級(jí)測(cè)試模型的配置降低模型重量和提高固有頻率該模型支持系統(tǒng),以避免共振的可能性之間的模型,氣流,風(fēng)隧道和支持系統(tǒng)。此外,該方法將導(dǎo)致模型設(shè)計(jì)減少制造周期和成本。驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果表明,混合模型顯示一些承諾制造高速風(fēng)洞飛機(jī)試驗(yàn)?zāi)P?。然而,這種現(xiàn)象可以發(fā)現(xiàn),混合模式基于RP有高氣動(dòng)有些僵硬短缺高轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷和變形的混合模型,特別是瘦如翼尖組件,導(dǎo)致一些空氣動(dòng)力特性的差異。因此,混合模型的變形將是一個(gè)關(guān)鍵的任務(wù)今后的工作。
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