基于智能蒙皮的变体机翼后缘变形监测与反演

摘要

机翼对飞机的升阻比、极限速度、机动性、操控及稳定性、经济以及安全性等有极为重要的影响。为了追求更高效能的机翼，基于智能结构的可变体机翼技术成为当前国内外航空科学技术发展的前沿。本文研究了一种智能蒙皮，设计了一套基于STM32的智能蒙皮测试系统，初步研究了变体机翼后缘的变形监测与反演。
　　本文首先对蒙皮基体进行了有限元仿真，得到拉伸状态下蒙皮表面应变云图，为后续实验提供依据；制作了智能蒙皮试件，进行了力学性能测试。
　　其次，设计了一套基于STM32的智能蒙皮测试系统，系统硬件包括：信号调理电路、STM32主控制器、外围存储器、TFTLCD显示模块及相关外围电路，实现对智能蒙皮测试数据的采集、存储及上传。
　　再次，测试了两种智能夹层的输出特性，这两种智能夹层的区别在于制作夹层的柔性基底材料的厚度不同，测试结果表明：两种智能夹层的灵敏系数都小于应变片，智能夹层灵敏系数与柔性基底材料厚度成反比。同时还对不同栅长的应变片用于蒙皮测试时的输出特性进行了测试，测试结果表明：大栅长应变片测得的应变量比小栅长应变片小。分析可知蒙皮波峰处应变不均匀，越接近波峰顶点应变越大，实验与仿真结果一致。
　　最后，研究了变体机翼后缘变形与蒙皮变形的关系，在智能蒙皮测试系统的基础上，初步开发了机翼后缘变形监测系统。

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图表清单

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2变体机翼的国内外研究现状

1.3本文研究内容

第二章 智能蒙皮的制备及性能分析

2.1蒙皮构型与数值仿真

2.2智能蒙皮的制备

2.3力学性能测试

2.4本章小结

第三章 智能蒙皮测试系统设计

3.1基于STM32的测试系统硬件设计

3.2测试系统软件设计

3.3智能蒙皮应变测试

3.4本章小结

第四章 变体机翼后缘变形与蒙皮伸长量关系探索

4.1变体机翼后缘

4.2机翼后缘变形与蒙皮变形关系

4.3本章小结

第五章 总结

5.1研究结论

5.2工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文