工程力學專業畢業論文開題報告

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　　1、研究目的和意義

　　在未來戰場上，無人平臺將是一支不可忽視的重要作戰力量，目前無人飛行器的機翼設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構，是通過智能材料結構與鉸鏈機械結構相結合，使飛機的機翼可以根據飛行條件的不同通過動作器對變形的控制來調整翼展、機翼面積和展弦比等參數。

　　可變翼結構可實現根據不同任務進行變速、變高度、變飛行參數的飛行，并且具有較長的滯空時間，相關技術還可以用于可變翼巡航導彈、艦船潛艇結構等軍用武器結構中，為實現武器系統的安全化、智能化、自適應化提供有力的基礎保障，大大地提高了武器系統(尤其是無人機)的作戰性能和安全性，減少了武器結構服役過程中的風險性和維護成本。該設計理念還可應用于民用設施上，如智能橋梁、智能球拍及醫用上。

　　2、國內外發展情況(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、航海結構的應用受到更加廣泛的重視和認可，一些元件已經完成原理性演示驗證，預計在21世紀初首先在航海、航空航天領域獲得型號上的應用，如美國彈道導彈防御局預計在2010年左右在天基防御系統空間平臺初步應用光纖智能蒙皮，美空軍萊特實驗室預計在2013年進行裝有對敵方威脅進行監視的智能結構的'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測系統的全智能復合材料飛機的試飛，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 “變形飛行器結構”(MAS)的計劃，其目標是發展一種主動可變形機翼，能夠根據任務性質來改變機翼形狀。該項目已經完成原理性演示驗證，預計在2006年左右完成比例尺寸飛機的試飛。而應用各種智能材料和結構的智能無人飛機和巡航導彈則是未來發展的必然趨勢和方向。

　　智能材料系統與結構的研究最早是在70年代末期，由美國率先開展起來的，隨后世界各主要發達國家相繼開展該領域的研究工作，使智能結構技術得到廣泛承認。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直接參與了研究和開發工作。1995年，白宮 科技政策辦公室和國家關鍵技術評審組將智能材料結構技術列入“國家關鍵技術報告”中。1997年，智能構被列為“基礎研究計劃”的六項戰略研究任務之一。美國各軍種、彈道導彈 防御局(BMDO)和美國航空航天局(NASA)以及波音、麥道、TRW 和 聯合機身等大公司都分別制 定了研究與發展計劃，如彈道導彈防御局的“自適應結構計劃”，陸軍研究局的“智能材料與結構計劃”，空軍、海軍共同實施的“智能金屬結構計劃”，空軍航天實驗室的“智能結構蒙皮計劃”等。

　　我國智能材料和結構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大學、南京航空航天大學、北京航空航天大學等大學、研究院所，主要研究領域包括光纖傳感器、形狀記憶材料、電磁流變液、壓電陶瓷作動器等，對梁和復合材料層合板的彎曲進行了研究。國內的研究只是側重于基礎性研究(如形狀記憶合金混雜復合材料研究、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構的設計研究尚無可借鑒的經驗。

　　3、研究的主要方法、手段 ：

　　通過智能材料結構與鉸鏈機械結構相結合，使飛機的機翼可以根據飛行條件的不同通過動作器對變形的控制來調整翼展、機翼面積和展弦比等參數。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，應用ADAMS軟件對三角機翼骨架進行動力學仿真分析。測出在不同響應時間內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化。

　　4、可行性分析：

　　該課題主要是智能材料結構與鉸鏈機械結構的結合。應用AutoCAD與ADAMS軟件進行動力學仿真分析，測出可變翼骨架結構在不同響應時間內各種參數的變化。針對于過程所做的力學分析與機械知識，包涵于我們所學的課程里面。我們也擁有該課題仿真分析所用到的設備與軟件。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 國內外研究現狀

　　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軟件的概述及應用

　　第3章 智能可變翼骨架結構的建立

　　3.1 機翼骨架的介紹

　　3.2 建立機翼骨架，應用AutoCAD制圖

　　3.3 動作器的性能與添加

　　第4章 機翼骨架結構的仿真分析

　　4.1骨架系統建模，并使動作器在不同的位置進行驅動

　　4.2仿真分析

　　4.3仿真結果分析

　　第5章 結論

　　致謝

　　參考文獻

　　6、時間進程

　　任務下達日期：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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　　12 王志瑾 姚衛星. 飛機結構設計. 國防工業出版社, 2005年8月第1版

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