無人機機翼肋板裂紋擴展有限元分析.pdf

1、機翼是為固定翼航空器提供升力的主要部件,支持其在空中的穩(wěn)定飛行以及提供必要的操縱力。機翼各部件中存在的微小裂紋,在飛機的使用過程中會不斷擴展,最終導致機翼的斷裂破壞,嚴重威脅飛行安全。目前,國內外對無人機機翼的裂紋擴展規(guī)律的研究尚不充分,對裂紋在飛行載荷作用下的擴展過程與形式認識不足,因此,開展這方面的研究很有必要。
　　本文以某型號無人機為工程背景,在 ABAQUS軟件平臺的基礎上,對機翼肋板在正常飛行載荷作用下初始裂紋的擴展進

2、行了模擬,并對裂紋的擴展軌跡和相關的斷裂力學參量的變化規(guī)律進行了總結。
　　論文的主要工作有:
　　(1)介紹了斷裂力學的基本理論,對ABAQUS計算斷裂力學參量的原理和具體實現(xiàn)方法進行了詳細的總結。
　　(2)建立機翼的模型,計算機翼在巡航狀態(tài)下所受到的氣動載荷,利用ANSYS的流固耦合功能,得到了機翼的應力分布。確定了機翼肋板中裂紋萌生和發(fā)展的位置。
　　(3)基于ABAQUS軟件平臺,利用PYTHON語言編

3、寫了裂紋自動擴展的程序模塊。通過具體的算例,表明該程序具有較高的可靠性和計算精度,完全滿足實際工程問題的要求。
　　(4)肋板的前緣和肋板與翼梁的連接處,容易萌生裂紋。在這些位置放置初始裂紋,利用編寫的程序,對裂紋的擴展進行了仿真。結果表明,裂紋的擴展形態(tài)、擴展過程中的應力強度因子和裂紋擴展角的變化規(guī)律,與裂紋的位置以及裂紋的初始角度有密切的關系?？傮w可分為兩種情況,一種情況是裂紋沿著初始方向擴展,不發(fā)生偏轉;另一種情況是裂紋在擴