北航最新-飞行器设计-课程设计报告
飞行器课程设计设计要求
飞行器课程设计设计要求一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握飞行器的基本原理、分类和主要部件,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力,并激发学生对飞行器科技的兴趣和好奇心。
具体分为以下三个维度:1.知识目标:学生能够描述飞行器的工作原理、主要部件和分类;理解飞行器飞行的力学原理;掌握流体压强与流速的关系。
2.技能目标:学生能够运用物理知识分析飞行器的设计和性能;通过实验和观察,掌握测量和分析飞行器飞行数据的方法。
3.情感态度价值观目标:学生对飞行器科技产生浓厚的兴趣,培养探索创新精神和团队合作意识;理解科技发展对人类社会的影响,树立正确的科技观。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.飞行器概述:介绍飞行器的发展历程、分类和主要部件。
2.飞行器原理:讲解飞行器的工作原理,包括力学、电磁学和热力学等方面的知识。
3.飞行器设计:分析飞行器设计中的关键因素,如气动性能、结构强度和稳定性等。
4.飞行器实验:进行飞行器飞行实验,观察和测量飞行数据,分析飞行性能。
5.飞行器应用:介绍飞行器在军事、民用和太空探索等领域的应用。
三、教学方法为实现教学目标,本课程将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解飞行器的原理、设计和应用等内容,引导学生掌握相关知识。
2.讨论法:学生针对飞行器相关问题进行讨论,培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法:分析典型的飞行器案例,使学生能够将理论知识应用于实际问题。
4.实验法:让学生亲自动手进行飞行实验,提高学生的实践操作能力和实验观察能力。
四、教学资源为支持教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用国内权威、实用的飞行器教材,为学生提供系统的学习资料。
2.参考书:推荐学生阅读相关的飞行器科技书籍,拓展知识面。
3.多媒体资料:制作精美的PPT、动画和视频,直观地展示飞行器的工作原理和设计过程。
4.实验设备:准备飞行器模型和实验器材,为学生提供实践操作的机会。
北航卫星课程设计报告
北航卫星课程设计报告一、教学目标本课程旨在让学生了解卫星的基本概念、原理和应用,掌握卫星通信、卫星导航和卫星遥感等技术,培养学生对航天科技的兴趣和热情,提高学生的科学素养和创新能力。
1.了解卫星的基本概念、分类和特点;2.掌握卫星通信、卫星导航和卫星遥感等技术的原理和应用;3.了解我国航天事业的发展历程和现状。
4.能够运用所学知识分析和解题;5.能够运用实验方法和技能进行实践操作;6.能够运用科技文献和网络资源进行自主学习。
情感态度价值观目标:1.培养学生对航天科技的兴趣和热情;2.增强学生的民族自豪感和爱国情怀;3.提高学生的人文素养和社会责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括卫星的基本概念、原理和应用,以及卫星通信、卫星导航和卫星遥感等技术。
具体安排如下:1.卫星的基本概念和分类;2.卫星通信技术及其应用;3.卫星导航技术及其应用;4.卫星遥感技术及其应用;5.我国航天事业的发展历程和现状。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
具体运用如下:1.讲授法:用于传授卫星的基本概念、原理和应用等内容;2.讨论法:用于探讨卫星通信、卫星导航和卫星遥感等技术的发展趋势;3.案例分析法:通过分析典型卫星应用案例,使学生更好地理解卫星技术的应用;4.实验法:让学生亲自动手进行实验,加深对卫星技术的理解和掌握。
四、教学资源为了支持本课程的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:《卫星技术入门》等;2.参考书:卫星通信、卫星导航、卫星遥感等相关书籍;3.多媒体资料:卫星发射、运行和应用的视频、图片等;4.实验设备:卫星模型、通信设备、导航设备等。
通过以上教学资源的使用,我们将为学生提供一个丰富的学习环境,帮助学生更好地掌握卫星技术,培养学生的实践能力和创新精神。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等,旨在全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
北航宇航学院飞设实验报告
飞行器设计工程实验报告——圆柱壳体结构有限元分析ZY1315228 张晶1.圆柱加筋壳体结构有限元分析介绍圆柱加筋壳结构如图1所示,一端固定,表面有分布载荷。
结构、材料特性、约束与载荷的具体形式将在后面给出。
试用MSC.Patran/Nastran 建立圆柱加筋壳的有限元模型并计算它的位移与应力。
图 1 圆柱加筋壳结构2.模型描述2.1 结构1)壳圆柱壳半径为()23100.50.53R m m -=⨯+=,长为6L m =。
它由两部分组成,一部分是复合材料结构,从固定端到中部,长3m ,厚6.2mm ;另一部分是金属材料结构,从中部到自由端,长3m,厚2mm。
2)加筋梁有纵向加筋与环向加筋,沿壳分布如图2所示,均为金属材料。
图 2 圆柱壳上加筋梁分布纵向加筋共八条沿周向对称分布如图3所示,截面形状为L型,具体尺寸与指向如图4所示。
图 3 周向对称分别L型梁R=0.53m 图 4 L型梁截面尺寸w=h=10mm t=3mm 环向加筋共3条,分别位于壳的两端与中部,截面形状为矩形,具体尺寸如图5所示。
图 5 矩形梁截面尺寸 w=h=10mm2.2 材料1)金属材料即copper ,()21.011/E e N m =+,0.33υ=。
2)复合材料面板(facesheet):()211 1.011/E e N m =+,()222 1.010/E e N m =+,()212 1.510/G e N m =+,120.1υ=。
芯(core):()211100/E N m =,()222100/E N m =,()21250/G N m =,()213 1.06/G e N m =+,()223 1.06/G e N m =+,120.3υ=。
层合板:由面板和芯组成,具体铺层形式和方向如图6所示。
其中每层面板厚0.3mm ,芯厚5mm 。
45º45º-45º-45º0ºfacesheetcore图 6 复合材料铺层2.3 约束与载荷圆柱壳一端固定,如图7所示。
北航研究性实验报告
北航研究性实验报告北航研究性实验报告引言:研究性实验是大学教育中非常重要的一环,它旨在培养学生的科研能力和创新思维。
作为北航的一名学生,我有幸参与了一项关于飞行器设计的研究性实验,并在此报告中将对该实验进行详细的介绍和分析。
实验目的:本次实验的目的是设计一种新型飞行器,以提高其飞行效率和稳定性。
通过对飞行器的结构和控制系统进行优化,我们希望能够实现更高的飞行速度和更好的操控性能。
实验方法:在实验开始之前,我们首先进行了大量的文献调研,了解了目前飞行器设计领域的最新研究成果和技术发展趋势。
然后,我们组建了一个小组,共同讨论并确定了实验的具体方案。
在设计飞行器结构时,我们采用了轻量化材料和先进的制造技术,以减少飞行器的重量并提高其强度。
同时,我们还对飞行器的气动外形进行了优化,以减小阻力和气动干扰,并提高飞行器的升力系数。
在控制系统设计方面,我们采用了先进的自动控制算法和传感器技术,以实现飞行器的自主导航和稳定飞行。
通过对飞行器的动力学特性进行建模和仿真,我们确定了最佳的控制参数,并进行了实验验证。
实验结果:经过反复的设计和测试,我们成功地设计出了一种新型飞行器,并进行了多次试飞。
实验结果表明,该飞行器具有较高的飞行速度和较好的操控性能,达到了我们的设计目标。
结论:通过参与这个研究性实验,我深刻认识到科研的重要性和挑战性。
在实验过程中,我们不仅学到了专业知识和技能,还培养了团队合作和解决问题的能力。
此外,我们还发现了一些可以进一步改进和优化的方向。
例如,可以通过进一步研究和改进飞行器的结构和控制系统,进一步提高其性能和可靠性。
同时,还可以将所学到的知识和技术应用到其他领域,如航空航天、交通运输等。
总结:通过这次研究性实验,我对飞行器设计和控制有了更深入的了解,并提高了自己的科研能力和创新思维。
我相信,在北航这样的优秀学府中,我将有更多机会参与和开展类似的研究工作,为科技进步和社会发展做出更多贡献。
2023年飞行器设计与工程专业实践报告
2023年飞行器设计与工程专业实践报告本次实践内容是飞行器设计与工程专业的实践报告,主要涉及到飞行器的设计、结构分析与试验等方面的内容。
通过实践,我深刻认识到飞行器设计与工程专业的重要性及其深厚的学术积淀,体验到了科学实验的过程,增强了自己的动手能力和综合分析、解决问题的能力。
实践过程中,我们首先了解了飞行器的一些基本概念和结构原理,学习了飞行器的设计、结构分析和试验的基本方法和技能。
然后,我们团队开始设计一个小型无人机,有选择机翼的型号、设计叶片、加工零部件等过程,需要我们综合应用航空学、电子电器知识及实践技能。
在设计过程中,我们需要考虑到机翼附近的气流流动、飞机在空中不同高度的飞行速度、其飞行力学表现以及维护与接受控制等因素。
此外,还需要考虑到机身主体结构、通讯信号传输系统以及能量储存器等。
接下来,我们进入了试验阶段。
我们首先进行了静力试验,通过手动将飞行器吊起并测量机翼的形变情况,得到了压缩应变和拉伸应变的数据,然后进行拟合,得到了静力学方程。
接下来,我们进行了飞行模拟试验,模拟机翼在不同角度下的飞行情况,收集实验数据,根据不同飞行条件的数据进行分析、计算,寻找问题所在。
最后,我们还进行了实际的飞行试验,在飞行器的起飞、飞行、降落等不同阶段观察飞行器的表现。
通过此次实践,我深刻认识到飞行器的设计、结构分析与试验是一个综合性、跨学科的工作,需要各个学科领域的知识与技能相互配合。
在实践过程中,我们需要不断地探索和实践,从经验中提高自己的解决问题能力。
同时,还需要不断钻研科学理论,提高自己的理论素养。
总之,此次飞行器设计与工程专业实践让我深入了解了飞行器的设计、结构分析与试验等方面的知识内容,锻炼了动手实践能力和科学实验思维,促进了自己的专业素养和综合素质的提高。
飞行器设计综合课程设计
飞行器设计综合课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握飞行器设计的基本原理,如空气动力学、结构设计等;2. 了解飞行器各组成部分的功能和相互关系;3. 掌握飞行器设计的基本流程和方法。
技能目标:1. 能够运用所学知识,设计出具有创意的飞行器;2. 学会使用相关软件(如CAD等)进行飞行器设计和绘图;3. 提高团队协作能力和沟通表达能力,能够就设计方案进行有效讨论和修改。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对飞行器设计和制造的热爱,激发创新意识;2. 增强学生的国家荣誉感,认识到我国在飞行器领域的重要地位;3. 培养学生严谨的科学态度,注重实践与理论相结合。
课程性质:本课程为综合实践课程,旨在通过飞行器设计,提高学生的综合运用知识能力和创新能力。
学生特点:六年级学生具有一定的知识储备,好奇心强,动手能力强,善于团队合作。
教学要求:教师需引导学生将所学知识与实践相结合,注重培养学生的创新精神和实践能力,提高学生的问题解决能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,激发学生的学习兴趣,确保课程目标的实现。
通过课程学习,使学生能够将理论知识运用到实际设计中,培养具备创新意识和实践能力的优秀学子。
二、教学内容1. 理论知识:- 空气动力学原理;- 飞行器结构设计;- 飞行器动力系统;- 飞行器控制原理。
参考教材章节:第三章“飞行器的基本原理”和第四章“飞行器设计与制造”。
2. 实践操作:- 飞行器设计基本流程与方法;- 使用CAD软件进行飞行器设计;- 制作飞行器模型;- 飞行器模型的调试与优化。
教学内容安排:共8课时,其中理论知识4课时,实践操作4课时。
3. 教学进度:- 第1-2课时:学习空气动力学原理和飞行器结构设计;- 第3-4课时:学习飞行器动力系统和控制原理;- 第5课时:介绍飞行器设计基本流程与方法;- 第6课时:使用CAD软件进行飞行器设计;- 第7课时:制作飞行器模型;- 第8课时:调试与优化飞行器模型。
flyingbird课程设计
flyingbird课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握飞行原理的基本知识,如升力、推力、阻力和重力。
2. 学生能描述不同鸟类飞行特征与其生存环境的关系。
3. 学生能运用数学和科学知识分析飞行器设计中的问题。
技能目标:1. 学生通过小组合作,设计和制作一个简易的飞行器,提升动手实践能力。
2. 学生能够运用信息技术工具进行数据收集、处理和分析,提高信息素养。
3. 学生通过实验和观察,培养观察、分析和解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对自然界和科学研究的兴趣,增强探究精神。
2. 学生认识到科技发展与环境保护的重要性,形成绿色发展的观念。
3. 学生在团队协作中,学会相互尊重、支持和沟通,培养合作精神。
本课程结合五年级学生的认知特点,注重实践性与探究性,旨在提高学生的科学素养,培养创新意识和团队协作能力。
课程内容与课本知识紧密结合,以实现学习成果的分解和教学目标的达成。
二、教学内容本节教学内容以“飞行的科学”为主题,依据课程目标,结合课本第四章“力的世界”及第五章“生物与自然”相关内容,进行以下组织:1. 飞行原理介绍:讲解升力、推力、阻力和重力等基本概念,结合课本图示和实例,让学生直观理解飞行器起飞、飞行和降落过程中力的作用。
2. 鸟类飞行特征:分析不同鸟类飞行特征,如翅膀形状、羽毛结构等,与其生存环境的关系,引导学生探究生物适应性。
3. 制作简易飞行器:以小组为单位,根据所学知识,设计并制作一个简易飞行器,让学生在实践中掌握飞行原理。
4. 数据收集与处理:运用信息技术工具,收集飞行器设计过程中的数据,指导学生进行数据处理和分析,提高学生信息素养。
5. 飞行器测试与优化:进行飞行器测试,观察飞行效果,分析问题所在,指导学生进行优化设计。
6. 科技与环保:通过讨论飞行器发展对环境的影响,培养学生绿色发展的观念。
教学内容按照以下进度安排:第一课时:飞行原理介绍、鸟类飞行特征第二课时:制作简易飞行器(1)第三课时:制作简易飞行器(2)、数据收集与处理第四课时:飞行器测试与优化、科技与环保教学内容与课本紧密关联,保证科学性和系统性,旨在帮助学生将理论知识与实际操作相结合,提高科学素养。
北航最新飞行器设计课程设计报告
北航最新飞行器设计课程设计报告飞机带孔蒙皮局部应力优化报告专业:飞行器设计学号: 39051623 姓名:黄星指导老师:张铮xx年9月25日一、设计课程题目飞机带孔蒙皮局部应力优化设计二、研究对象飞机带孔蒙皮三、设计目的综合运用有关基础理论、专业知识和实际经验,独立地解决专业范围内比较简单的具有典型性的设计任务,为毕业设计以及毕业后在专业工作解决更全面而复杂的技术问题打好基础。
四、研究内容1、矩形板和孔的位置与形状:设计说明:在一定载荷P下,构件宽度、孔径和空边应力集中系数的关系:在载荷、板宽和孔径都不变的条件下,沿板构件的纵轴线再打一个孔,孔的位置和孔径大小对原孔孔边应力集中系数的影响;进一步,可以再打第二个孔、第三个孔…再进一步,孔可以不打在纵轴线上,如何设计孔的位置和孔径大小?2、梯形板形状:设计说明:当载荷不变,板构件形状改变时(如错误!未找到引用源。
所示),一个孔及多个孔在考虑上述应力集中条件下的设计,其中,板构件的宽端尺寸不变时,窄端尺寸与应力集中系数的关系?3、双向载荷长圆孔:设计说明:如板构件受到双向拉力,纵向载荷是横向载荷的2倍(这是机舱段机壳常规的受载情况),原圆孔改为长圆孔(即原圆孔沿横向直径隔开,加入一等宽矩形段,如错误!未找到引用源。
所示,这是机窗的基本形式),如何设计孔径和矩形边长,实现长圆孔周边等周向(切向)应力(或基本等切向应力)?五、实验环境ANSYS13有限元分析软件,模拟真实条件的应力状态。
软件所设的各种参数:单元类型:QUAD 8NODE183单元设置:PLANE STRS W/THK设定杨氏模量:E=2*105 μ=0.3 板及孔的长度单位为mm 应力单位为MPa六、实验过程与结果(一)矩形板构件:1、模拟无限大平板模型为100x200孔位于中心(0,0),初始孔径大小20 加载:底边约束Y方向的约束,自由端加载-1的均布载荷孔径大小为自变量,从20开始往下逐渐减小,仔细观察构件的应力分布图及读取孔边最大应力值因为半径小于6时,应力集中系数的变化率小于1%,故近似认为r小于等于6时,孔径对圆孔应力的影响忽然不计,此时可把100*200的平板看作是无限大的。
飞行器动力课程设计
飞行器动力课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解飞行器动力系统的基础知识,掌握不同类型动力系统的原理与特点。
2. 学生能描述飞行器发动机的工作原理,了解发动机性能参数及其对飞行器性能的影响。
3. 学生能解释飞行器燃油供给系统、润滑系统和冷却系统的作用及其工作原理。
技能目标:1. 学生具备运用物理原理分析飞行器动力问题的能力,能够进行简单的动力系统计算。
2. 学生能够设计简单的飞行器动力系统方案,并进行合理性分析。
3. 学生通过小组合作,能完成飞行器动力系统模拟实验,提高动手操作与问题解决能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对航空事业的热爱和探索精神,增强对我国航空科技成就的自豪感。
2. 学生在小组合作中学会尊重他人意见,培养团队合作精神和沟通能力。
3. 学生通过学习飞行器动力知识,增强环保意识,关注能源利用和节能减排。
课程性质:本课程为初中物理学科拓展课程,结合学生年级特点,注重理论与实践相结合,培养学生的科学素养和创新能力。
学生特点:初中学生对新鲜事物充满好奇,具备一定的物理知识基础,但缺乏对复杂系统深入理解的能力。
教学要求:教师应注重启发式教学,引导学生主动探究,结合生活实际,提高学生的实践操作能力和解决问题的能力。
在教学过程中,关注学生的情感态度价值观培养,使其形成积极的科学态度。
通过分解课程目标,为后续教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 飞行器动力系统概述:介绍飞行器动力系统的基本概念、分类及其发展历程,关联教材第一章内容。
- 航空发动机原理与分类- 飞行器动力系统发展概况2. 飞行器发动机工作原理:讲解活塞发动机、涡轮发动机等不同类型发动机的工作原理,关联教材第二章内容。
- 活塞发动机工作原理与结构- 涡轮发动机工作原理与结构3. 飞行器燃油供给系统、润滑系统和冷却系统:分析这些子系统的作用、工作原理及相互关系,关联教材第三章内容。
- 燃油供给系统组成与工作原理- 润滑系统组成与作用- 冷却系统组成与工作原理4. 飞行器动力系统性能分析:探讨发动机性能参数对飞行器性能的影响,进行简单的动力系统计算,关联教材第四章内容。
北航宇航课程设计
北航宇航课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解宇航的基本概念,掌握宇航器的设计原理和结构组成。
2. 学生能够掌握航天器发射、轨道运行和返回的基本过程。
3. 学生能够了解我国航天事业的发展历程,认识航天领域的重大成就。
技能目标:1. 学生能够运用所学的宇航知识,分析宇航器设计中的问题,并提出合理的解决方案。
2. 学生能够通过小组合作,设计并制作简单的宇航器模型,提高动手实践能力。
3. 学生能够运用信息技术,收集、整理和分析航天领域的数据,提高信息处理能力。
情感态度价值观目标:1. 学生对宇航科学产生浓厚的兴趣,培养探索未知、勇于创新的精神。
2. 学生在学习过程中,树立团队合作意识,学会尊重他人、沟通交流。
3. 学生通过了解我国航天事业的发展,增强国家自豪感,培养爱国主义情怀。
4. 学生能够关注航天领域的最新动态,提高对科技进步的关注度。
课程性质:本课程为北航宇航课程设计,旨在让学生深入了解宇航科学,提高学生的实践能力和创新能力。
学生特点:学生处于青少年时期,对宇航科学充满好奇,具备一定的动手能力和探究精神。
教学要求:结合课程性质和学生特点,注重理论与实践相结合,培养学生的创新思维和实际操作能力。
通过分解课程目标,使学生在学习过程中达到预期的学习成果,为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本章节教学内容紧密结合课程目标,确保科学性和系统性。
主要包括以下几部分:1. 宇航基本概念:介绍宇航的定义、宇航器分类、宇航任务等,帮助学生建立宇航科学的基本框架。
2. 宇航器设计原理:讲解宇航器的设计原则、结构组成、工作原理等,使学生了解宇航器的设计过程。
3. 航天器发射与运行:阐述航天器的发射过程、轨道运行原理、返回技术等,让学生掌握航天器的基本运行规律。
4. 宇航器模型制作:指导学生运用所学知识,设计并制作简单的宇航器模型,提高学生的实践操作能力。
5. 我国航天事业发展:介绍我国航天事业的发展历程、重大成就和未来展望,激发学生的国家自豪感。
飞行器制造课程设计
飞行器制造课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握飞行器制造的基本原理和方法,培养学生具备飞行器制造的基本技能,提高学生的创新能力和实践能力。
具体来说,知识目标包括:掌握飞行器的基本结构和工作原理;了解飞行器制造的历史和发展趋势;熟悉飞行器制造的主要工艺流程。
技能目标包括:能够运用CAD软件进行飞行器设计;能够进行飞行器制造的工艺规划和实施;具备飞行器制造的动手操作能力。
情感态度价值观目标包括:培养学生对飞行器制造的兴趣和热情;培养学生具备团队合作意识和沟通能力;培养学生具备创新精神和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括飞行器的基本原理、飞行器的结构设计、飞行器的制造工艺、飞行器制造的CAD技术等。
具体安排如下:1.飞行器的基本原理:介绍飞行器的工作原理,飞行器的飞行控制原理等。
2.飞行器的结构设计:介绍飞行器的总体设计,机翼设计,机身设计等。
3.飞行器的制造工艺:介绍飞行器的材料选择,制造工艺流程,装配工艺等。
4.飞行器制造的CAD技术:介绍CAD软件的使用方法,CAD技术在飞行器制造中的应用等。
三、教学方法本课程的教学方法主要包括讲授法、案例分析法、实验法等。
通过多种教学方法的综合运用,激发学生的学习兴趣,提高学生的学习主动性。
具体安排如下:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握飞行器制造的基本原理和方法。
2.案例分析法:通过分析实际的飞行器制造案例,使学生了解飞行器制造的实际情况。
3.实验法:通过动手操作实验,使学生掌握飞行器制造的工艺流程和技能。
四、教学资源本课程的教学资源主要包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
具体安排如下:1.教材:选用权威、实用的教材,为学生提供系统的学习资料。
2.参考书:推荐学生阅读相关的参考书籍,丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料:制作多媒体课件,为学生提供生动、直观的学习资源。
4.实验设备:配置完善的实验设备,为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等。
北航课程设计-飞机飞行性能计算-报告
课程设计报告飞机飞行性能计算学生姓名:学号:专业方向:飞行器设计与工程指导教师:(2011年9月22日)摘要用简单推力法计算飞机的基本飞行性能,包括各高度上的航迹倾角γ和上升率Vv,最大航迹倾角γmax 和最快上升率Vvmax,最大最小平飞速度,以及最短上升时间。
计算续航性能和起飞着陆性能。
用C语言编写相关的计算程序,利用所给的有关数据完成计算并结合所学习的飞行动力学对所得的计算结果作出分析,将合理的结果写到报告中。
再分别对影响飞行性能的几个主要参数:升力系数和耗油率作1~1.05的步长为0.01的改变,并与原来的计算结果作比较,定量直观的认识相关参数对飞行性能的影响程度,为以后的设计工作提供一定的参考。
目录1计算目的 (1)2 计算内容 (1)2.1 基本飞行性能计算 (1)2.2 续航性能计算 (2)2.3 起飞着陆性能计算 (2)2.4 参数变化对飞机飞行性能的影响计算 (2)3 计算方法 (3)3.1 发动机可用推力和平飞需用推力 (3)3.2最小平飞速度和最大平飞速度 (3)3.3航迹倾角和上升率v V (4)3.4最短上升时间 (5)3.5航程和航时 (6)3.6离地速度和接地速度 (7)3.7安全高度处飞行速度 (7)3.8起飞地面滑跑段的距离和时间 (7)3.9起飞空中段的距离和时间 (8)3.10着陆空中段的距离和时间 (8)3.11着陆地面滑跑段的距离和时间 (8)4编程原理、方法 (10)4.1程序结构 (10)4.1.1航迹倾角γ和上升率Vv 的计算 (10)4.1.2最大航迹倾角γmax 及对应速度Vγ和最快上升率VVmax 及对应速度Vqc (10)4.1.3最小平飞速度Vmin 和最大平飞速度Vmax 的计算 (11)4.1.4最短上升时间sumtime 的计算 (11)4.1.5航程和航时的计算 (12)4.1.6起落性能的计算 (13)5计算结果及其分析 (14)5.1基本飞行性能计算 (14)5.1.1航迹倾角 (14)5.1.2上升率 (16)5.1.3最大航迹倾角与最快上升率 (17)5.1.4理论升限和实用升限 (19)5.1.5各高度上的最大平飞马赫数和最小平飞马赫数 (20)5.1.6由min M ~H ,m ax M ~H ,M ~H 和qc M ~H 组成的飞行包线 (23)5.1.7最短上升时间 (23)5.2巡航性能计算 (24)5.3起飞着陆性能计算 (25)5.3.1起飞地面滑跑段距离和时间 (25)5.3.2起飞空中段距离和时间 (26)5.3.3着陆空中段距离和时间 (26)5.3.4着陆地面滑跑段距离和时间 (27)6参数变化对飞机飞行性能的影响 (28)6.1改变升力系数Cl (28)6.1.1离地速度和接地速度的变化 (28)6.1.2起飞着陆距离与时间的变化 (29)6.1.3最小平飞速度的变化 (37)6.2改变耗油率Cf (39)7 结论 (41)参考文献 (42)附录一用抛物线求极值的方法 (43)附录二使用抛物线插值的方法 (44)附录三使用抛物线插值求极值子函数 (45)附录四使用抛物线插值子函数 (46)1计算目的巩固用简单推力法计算飞机基本飞行性能、以及续航性能和起飞着陆性能的计算原理、方法和步骤,培养学生独立分析和解决工程实际问题的能力。
飞行器结构设计现场课报告
飞行器结构设计现场课报告这次现场课主要是梁架式后掠翼。
本次老师主要是需要我们从四方面进行分析:翼身连接简化、结构布局简化、结构之间连接和传力分析。
机翼与机身连接处使用两组接头。
前梁附近采用简单支撑,后墙附近采用固定支撑连接。
机翼产生的剪力、弯矩和扭矩被转换为连接螺栓的剪力,以达到平衡。
梁架式后掠翼的布局分成两部分。
在根肋外的结构形式与常规平直翼相同。
靠近机身处前梁、主梁和后墙一端与根肋相连,一端与侧面加强肋相连。
纵梁则是分别与根肋、主梁相连。
这种布局是因为机翼在与机身连接处还要布置开口放起落架,所以采用这种加强的形式来加固机翼。
结构之间的连接大致如下。
前梁为两点铰接梁,分别支撑在机身和主梁的端点上。
主梁是固定在机身和侧肋上的悬臂梁。
后梁为悬臂梁,固定在主梁和侧肋上。
根肋可视为双支点梁,一端与后梁铰接,另一端与前梁与主梁相交。
由于前梁、主梁和根肋的边缘条之间有加强蒙皮间接连接,腹板也连接在一起,因此前支点可视为弱固定支撑,在传递扭矩时起到固定支撑的作用。
侧肋接收前、主梁和后梁传递的弯矩分量,并认为它最终铰接在前梁和主梁的接缝处,主梁以双支点梁的形式弯曲,然后将弯矩转换为剪力并传递给两个接缝。
前肋固定支撑在前梁上。
传力分析相对比较复杂。
根肋外的剪力传到根肋上,后墙处的剪力分别传到后墙和纵梁上,后墙传递的剪力直接传到主梁上直接传给机身,而纵梁上分担的剪力传到主梁上再传到与机身的接头。
前梁处的剪力大部分通过主梁传到机身接头处,少部分由前梁来承担。
弯矩最终通过每个节点收敛到主梁,然后传递到节点。
在这里,从后墙和前梁传递到主梁的力矩是隐蔽的,必须保持力矩平衡。
因此,部分力矩由根部肋承担,部分力矩转化为梁边缘带处的剪力,转化为扭矩。
扭矩包括外翼传递的扭矩和一些弯矩分量转换的扭矩。
根肋处的扭矩转换为腹板的剪力,以实现平衡。
在这节现场课上,对扭矩的分析仍然不太了解。
我觉得更复杂。
我希望张老师能在课堂上做详细的理论分析!。
北航飞行器设计与工程培养计划
北航飞行器设计与工程培养计划北航飞行器设计与工程培养计划旨在培养具有广泛知识背景,专业技能综合素质强的飞行器设计与工程人才,包括飞行器结构设计、飞行器动力学与控制、飞行器制造与维修等方面的知识和能力。
该计划的培养目标是让学生在飞行器设计与工程领域具备扎实的理论基础和丰富的实践经验,具备解决复杂工程问题的能力,成为具有创新意识和实践能力的高级专业人才。
该计划的课程设置较为全面,涵盖了飞行器结构设计、飞行器动力学与控制、飞行器制造与维修、航空材料与工艺、飞行器设计与仿真等方面的内容。
学生将通过系统的理论学习和实践训练,掌握飞行器设计与工程的基本原理、方法和技能,了解最新的科学研究和发展动态,为飞行器设计与工程领域的发展做出贡献。
在课程设置方面,该计划注重理论与实践相结合,培养学生分析和解决实际问题的能力。
学生将通过科研项目、实验室实践和校外实习等方式,参与真实的飞行器设计与工程项目和实际操作,锻炼自己的实践能力和团队合作精神。
通过与企业和研究机构的合作,学生将有机会参与真实的飞行器设计与工程项目,并与专业人员进行交流与合作,提升自己的应用能力和工程素质。
该计划还注重培养学生的综合素质和创新能力。
学生将通过综合考试、学术报告和实践项目等评价方式,来评估学生的知识掌握程度和能力水平。
此外,学生还将参与学术交流和科技竞赛,发表学术论文,展示自己的研究成果与创新成果。
培养计划还提供了一系列的学术和实践活动,如学术讲座、企业参观、科研合作等,帮助学生增强自己的综合素质和创新能力。
在实践训练方面,该计划为学生提供了一系列的实践环节和实习机会。
学生将通过实际操作和模拟训练,掌握飞行器设计与工程的基本技能和实践经验。
学生还有机会参与实际的飞行器制造与维修项目,亲自实践飞行器的装配与维护工作,锻炼自己的实践能力和团队合作精神。
总体来说,北航飞行器设计与工程培养计划注重培养学生的理论素质、实践能力和创新能力,通过全面的课程设置和实践训练,提高学生在飞行器设计与工程领域的综合素质和职业能力,使他们成为具有创新意识和实践能力的高级专业人才。
飞行器设计课程设计报告
飞行器设计课程设计报告襟翼的常见结构襟翼主要分为前缘襟翼和后缘襟翼,前缘襟翼主要用于起降和大机动飞行的前缘机动襟翼。
常用的后缘襟翼有简单襟翼、单缝襟翼、双缝襟翼、三缝襟翼、富勒襟翼和吹气襟翼等。
襟翼结构主要有单梁、双梁和三梁与小间距多肋组合的结构,这种结构抗声疲劳能力强,被广泛应用。
襟翼载荷分析和建模——弯矩和剪力分析襟翼相当于机翼后缘的一个多支点梁。
作为机翼的一部分,它同样承受着剪力、弯矩和扭矩。
真实的襟翼上载荷是相当复杂的,在此不妨作如下简化:认为弯矩和剪力由襟翼主梁完全承担。
而扭矩则由襟翼截面闭室全部承担。
不妨把襟翼再进一步简化:认为它内部只有一根梁,那么:计算剪力和弯矩时,梁腹板将完全承担剪力部分,而上下缘条完全承担弯矩带来的正应力。
襟翼展长为3.6m ,合适的应该设置五个铰支点,在材料力学上来说就是有三度静不定,为了简化计算,本次采用三点铰支,将静不定度降为一度。
襟翼的运动方式为便于简便计算,选取固定铰链单缝襟翼作用在襟翼上的分布载荷现设单位面积气动载荷的峰值为p ,则气动分布载荷对整个襟翼的向上(z 轴负方向)的载荷为:})({0⎰⎰+⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-+=ab bb dx b a a px a p dx x b pZp ba 2+-= 又,p ba R R R Z z z z 2321+-=++= 现在可以从材料力学的观点出发,分析襟翼这根“多支点梁”的内力——剪力和弯矩。
这是个一度静不定的梁:解除B 约束,得到静定的相当系统。
根据B 挠度为零这个位移条件,我们可以求出R 1z 、R 2z 、R 3z 的值:23632213zz R q q l R -⎪⎭⎫ ⎝⎛+=()2126875.00625.1q q l R Z -=由0221=*-+=∑span Z R R FZ z Z有z z Z R R l q q R 322112--*⎪⎭⎫⎝⎛+=分析襟翼的内力,画出剪力弯矩图: 这些将是选择腹板厚度和缘条宽度的依据。
北航3系课程设计
北航3系课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解并掌握本章节的基础理论知识,如航空航天基本概念、飞行原理等;2. 学生能够了解我国航空航天事业的发展历程,掌握关键历史事件和科技成果;3. 学生能够掌握航空航天领域的相关学科知识,如物理学、数学、工程学等。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识分析和解决实际问题,如飞行器设计、飞行器控制等;2. 学生能够通过小组合作、实验操作等形式,培养实践操作能力和团队协作能力;3. 学生能够运用信息技术手段,收集、整理和展示航空航天相关资料。
情感态度价值观目标:1. 学生能够培养对航空航天事业的热爱和自豪感,增强国家意识;2. 学生能够树立科学精神,勇于探索未知,培养创新意识;3. 学生能够养成积极向上的学习态度,自觉遵循学术道德,尊重他人成果。
课程性质:本课程为航空航天科普课程,旨在通过系统的教学活动,使学生掌握航空航天领域的基础知识和实践技能。
学生特点:北航3系学生具备一定的物理、数学基础,对航空航天领域有较高的兴趣和热情。
教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论联系实际,采用多元化的教学手段,提高学生的参与度和兴趣。
同时,关注学生的情感态度价值观培养,使其在学习过程中形成正确的价值观和学术道德观。
通过分解课程目标为具体学习成果,为教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 航空航天基本概念:介绍航空航天定义、分类及其应用,使学生了解航空航天领域的基本知识。
教材章节:第一章 航空航天概述2. 飞行原理:讲解飞行器飞行的基本原理,如升力、推力、阻力等,使学生掌握飞行器飞行的基本规律。
教材章节:第二章 飞行器飞行原理3. 航空航天发展历程:介绍我国航空航天事业的发展历程,关键历史事件和科技成果,培养学生的国家意识和自豪感。
教材章节:第三章 航空航天发展历程4. 航空航天学科知识:讲解航空航天领域涉及的物理、数学、工程学等学科知识,为学生深入探索航空航天领域奠定基础。
北航飞行器设计与工程教学大纲
北航飞行器设计与工程教学大纲摘要:一、引言二、专业概述三、培养目标四、课程设置五、实践教学六、毕业要求正文:北航飞行器设计与工程专业教学大纲是为培养具备飞行器设计、研发、制造及管理等方面知识和能力的复合型高级工程技术人才而制定的。
本教学大纲旨在为学生提供系统的专业知识和实践能力,以适应航空航天领域的发展需求。
一、引言飞行器设计与工程专业是北京航空航天大学重点发展的专业之一,具有雄厚的师资力量和丰富的教学资源。
本专业旨在培养德、智、体、美全面发展的,具备创新精神、创业能力和团队协作精神的飞行器设计与工程领域的优秀人才。
二、专业概述飞行器设计与工程专业是一门涉及航空航天、力学、电子、材料、控制等多学科知识的综合性工程学科。
学生在本专业学习期间,将系统地学习飞行器设计、制造、运行维护等方面的专业知识,以及相关的工程技术和管理知识。
三、培养目标1.掌握飞行器设计与工程领域的基础理论、基本知识和基本技能;2.具备飞行器总体设计、气动外形设计、性能计算与分析、系统设计、结构设计、结构受力分析等方面的能力;3.熟悉航空航天领域的发展动态和前沿技术;4.具备良好的团队协作和沟通能力;5.具备较高的外语水平和国际视野。
四、课程设置本专业的课程设置涵盖了飞行器设计与工程领域的各个方面,包括基础课程、专业课程和实践课程等。
其中,基础课程主要包括数学、力学、物理、计算机等;专业课程主要包括飞行器设计、飞行器制造、飞行器动力学与控制、飞行器结构设计等;实践课程主要包括课程设计、实验、实习等。
五、实践教学实践教学是飞行器设计与工程专业教学的重要组成部分,旨在培养学生的实际操作能力和创新能力。
本专业为学生提供了丰富的实践教学环节,包括课程设计、实验、实习等。
此外,学生还可以参加各类学术竞赛、创新项目和科研训练,以提高自身的实践能力和创新能力。
飞行器课程设计资源
飞行器课程设计资源一、教学目标本课程旨在让学生了解飞行器的基本原理和特点,掌握飞行器的主要组成部分及其功能,培养学生对飞行器的兴趣和热情,提高学生的创新意识和实践能力。
1.了解飞行器的基本概念、分类和发展历程。
2.掌握飞行器的主要组成部分,如机身、机翼、动力系统等。
3.了解飞行器的工作原理和飞行性能。
4.能够分析不同飞行器的结构特点和适用场景。
5.能够运用所学知识,设计和制作简单的飞行器模型。
6.能够通过实验和观察,分析飞行器飞行性能的影响因素。
情感态度价值观目标:1.培养学生对飞行器的兴趣和热情,提高学生对航空事业的认同感。
2.培养学生敢于创新、勇于实践的精神风貌。
3.培养学生团队协作、相互学习的良好品质。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括飞行器的基本概念、分类和发展历程,飞行器的主要组成部分及其功能,飞行器的工作原理和飞行性能。
具体安排如下:1.第一章:飞行器概述1.1 飞行器的定义和分类1.2 飞行器的发展历程2.第二章:飞行器的组成部分2.3 动力系统2.4 控制系统3.第三章:飞行器的工作原理3.1 飞行器的飞行性能3.2 飞行器的飞行控制4.第四章:飞行器的飞行性能4.1 飞行器的起飞和降落4.2 飞行器的飞行速度和高度4.3 飞行器的燃油消耗和续航能力5.第五章:飞行器的设计与制作5.1 飞行器设计的基本原则5.2 飞行器制作的步骤和方法三、教学方法本课程采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法:用于向学生传授飞行器的基本知识和原理。
2.讨论法:引导学生就飞行器的设计和制作展开讨论,提高学生的创新思维。
3.案例分析法:分析典型飞行器案例,让学生了解飞行器的实际应用。
4.实验法:学生进行飞行器实验,培养学生的实践操作能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
1.教材:选用权威、实用的飞行器教材,为学生提供系统的学习资料。
北航飞机课程设计
北航飞机课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解并掌握飞机的基本结构、飞行原理及航空术语;2. 学生能够描述北航飞机设计的主要特点及其在我国航空领域的地位;3. 学生能够了解飞机设计的发展历程,认识我国航空事业的发展趋势。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识分析飞机设计中的问题,并提出改进措施;2. 学生能够通过小组合作,设计并制作简单的飞机模型;3. 学生能够运用航空软件进行简单的飞机性能分析。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对航空事业的热爱,激发学生探索航空科技的兴趣;2. 增强学生的团队协作意识,培养合作精神;3. 提高学生的国家荣誉感,树立为我国航空事业贡献力量的信念。
本课程针对北航学生特点,结合飞机设计课程性质,旨在培养学生掌握航空知识、提高实践能力,并激发学生的航空情怀。
课程目标具体、可衡量,为后续教学设计和评估提供明确方向。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下部分:1. 飞机基本结构:分析飞机的机体、动力装置、飞行控制系统等组成部分及其功能;参考教材章节:第一章 飞机概述2. 飞行原理:探讨飞机的升力、阻力、稳定性等基本飞行特性;参考教材章节:第二章 飞行原理3. 航空术语:介绍航空领域常用的专业术语,如翼展、升力系数、推力等;参考教材章节:第三章 航空术语4. 北航飞机设计特点:分析北航飞机的设计理念、技术优势及其在我国航空领域的应用;参考教材章节:第四章 北航飞机设计5. 飞机设计发展历程:回顾飞机设计的历史演变,了解我国航空事业的发展轨迹;参考教材章节:第五章 飞机设计发展6. 飞机模型设计与制作:指导学生运用所学知识,进行小组合作设计并制作简单的飞机模型;参考教材章节:第六章 飞机模型设计与制作7. 飞机性能分析:教授学生运用航空软件进行飞机性能分析的基本方法;参考教材章节:第七章 飞机性能分析教学内容按照教学大纲安排,确保科学性和系统性,结合课程目标,使学生在理论学习与实践操作中不断提高。
飞行器结构设计课程设计
飞行器结构设计课程设计一、课程设计目的本次课程设计旨在让学生了解飞行器结构设计的基本原理和实践技能,通过对飞行器结构的分析和设计,提高学生的工程实践及创新思维能力。
二、课程设计内容2.1 飞行器结构设计概述飞行器结构设计概述是整个课程设计的基础,学生将学习到飞行器的基本构成、设计要求及设计流程等基本知识。
其中重点将涉及重力中心的控制、飞行器材料的选择、结构强度的分析等。
2.2 飞行器结构设计实践学生将根据所学知识基于 MATLAB 等模拟软件进行飞行器结构的模拟设计和计算分析,通过模拟计算实践,在实践中提高学生的动手能力和创新思维水平。
2.3 飞行器结构设计实验通过飞行器结构设计的实验,在实验中检验学生的实践能力及分析判断能力。
实验中用现成器材搭建模型,通过对模型的实验测试,检验学生对飞行器结构设计的理解和掌握情况。
三、课程设计考核3.1 设计报告学生在课程设计中需完成一份设计报告,报告将详细介绍飞行器结构设计的分析过程、材料选择及强度计算等内容。
报告需要按照学院的要求撰写,包括封面、目录等。
3.2 实验报告实验报告是另一项重要考核要求,学生在实验中需要记录实验过程中的数据,并对数据进行分析和处理,最后完成一份实验报告。
实验报告的撰写要求同设计报告。
3.3 实验成绩学生成绩将包括设计报告和实验报告,两部分平均分为学生最终实验成绩。
实验报告分析的数据将被用于计算学生实验得分。
四、总结本课程设计旨在让学生了解飞行器结构设计的基本原理、技术及实践技能,在理论知识和实践操作中培养学生创新思维能力及动手能力,提高学生工程实践水平和创新能力。
丰富的课程内容和严谨的考核体系将使学生受益匪浅。
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飞机带孔蒙皮局部应力优化报告专业:飞行器设计学号:39051623姓名:黄星指导老师:张铮2012年9月25日一、设计课程题目飞机带孔蒙皮局部应力优化设计二、研究对象飞机带孔蒙皮三、设计目的综合运用有关基础理论、专业知识和实际经验,独立地解决专业范围内比较简单的具有典型性的设计任务,为毕业设计以及毕业后在专业工作解决更全面而复杂的技术问题打好基础。
四、研究内容1、矩形板和孔的位置与形状:设计说明:在一定载荷P下,构件宽度、孔径和空边应力集中系数的关系:在载荷、板宽和孔径都不变的条件下,沿板构件的纵轴线再打一个孔,孔的位置和孔径大小对原孔孔边应力集中系数的影响;进一步,可以再打第二个孔、第三个孔…再进一步,孔可以不打在纵轴线上,如何设计孔的位置和孔径大小?2、梯形板形状:设计说明:当载荷不变,板构件形状改变时(如错误!未找到引用源。
所示),一个孔及多个孔在考虑上述应力集中条件下的设计,其中,板构件的宽端尺寸不变时,窄端尺寸与应力集中系数的关系?3、双向载荷长圆孔:设计说明:如板构件受到双向拉力,纵向载荷是横向载荷的2倍(这是机舱段机壳常规的受载情况),原圆孔改为长圆孔(即原圆孔沿横向直径隔开,加入一等宽矩形段,如错误!未找到引用源。
所示,这是机窗的基本形式),如何设计孔径和矩形边长,实现长圆孔周边等周向(切向)应力(或基本等切向应力)?五、实验环境ANSYS13有限元分析软件,模拟真实条件的应力状态。
软件所设的各种参数:单元类型:QUAD8NODE183单元设置:PLANE STRSW/THK设定杨氏模量:E=2*105μ=0.3板及孔的长度单位为mm应力单位为MPa六、实验过程与结果(一)矩形板构件:1、模拟无限大平板模型为100x200孔位于中心(0,0),初始孔径大小20加载:底边约束Y方向的约束,自由端加载-1的均布载荷孔径大小为自变量,从20开始往下逐渐减小,仔细观察构件的应力分布图及读取孔边最大应力值中心孔2015108642半径应力集3.75048 3.3884 3.16535 3.10875 3.0666 3.03664 3.02039中系数因为半径小于6时,应力集中系数的变化率小于1%,故近似认为r 小于等于6时,孔径对圆孔应力的影响忽然不计,此时可把100*200的平板看作是无限大的。
而且r=6时,应力集中系数为3.0666,非常接近理论值,说明实验时的网格划的足够密,之后的模拟实验都是在此基础上进行的。
要想减小孔边应力集中系数,我们可以采取改变中心孔的应力场分布的方法。
从单孔的应力云图可以看出,在孔边沿载荷方向应力会出现很大的降低,我们从中可以得到启发:在中心孔的附近打孔,而且我们能够预测,在竖直方向打孔的效果将会是最好的。
下面是各种打孔情况的实验。
划分网格时,每一个孔边平均分为160份,矩形板长边平均分为40份,短边平均分为20份,既保证孔边1附加孔在斜方向2附加孔在水平方向3附加孔在竖直方向上面的实验很好的符合了我们预测,只有在竖直方向打孔才能很好的降低中心孔边的应力集中系数,显然,由对称的思想可知,在中心孔竖直方向对称打孔可以更好的减小中心孔的应力集中系数,所以下面我们具体讨论附加孔对称分布在竖直方向时,附加孔孔径及与中心孔孔心距对中心孔的应力集中系数的影响。
对称打孔应力云图实验采用ANSYS的优化设计算法,设置两个参数附加孔半径R和孔心距Y,设置R的范围为(1-5.9),因为孔径太小时对中心孔应力集中系数的影响可以忽略,但是附加孔径大于6的话,由一个孔的模拟实验我们可以得出孔径越大,应力集中系数也越大的规律,此时附加孔的应力集中将比中心孔严重,不符合题目要求。
Y的范围为(7.5-36)Y太大时由圣维南原理可知附加孔对中心孔的影响也可不计。
Z为中心孔边与附加孔边的最小距离。
设置将每次实验的最大应力赋给变量PAR,PAR的收敛精度设置为0.005采用一阶算法,循环次数设置为30。
第一次优化结果如下:第一次优化应力集中系数与孔心距及孔半径的关系图第一次优化应力集中系数、孔心距及孔半径与循环系列号的关系图第一次优化各参数数据N123456789Z619.044316.299115.789716.580314.56587.65 3.6436 3.6412 R3 4.6687 5.4359 5.5633 5.1487 4.7512 5.704 5.0264 4.9418 Y1529.71327.73527.35327.72925.31719.35414.6714.583 PAR 2.8897 2.8069 2.7604 2.7644 2.7575 2.737 2.635 2.5199 2.5428 N101112131415161718 Z 3.483 3.4338 3.5256 3.6836 3.3015 3.0957 2.1609 4.7889 4.534 R 4.936 4.9132 4.8814 4.8354 4.8105 4.7783 4.7391 5.0131 4.971 Y14.41914.34714.40714.51914.11213.87412.915.80215.505 PAR 2.5411 2.5487 2.552 2.556 2.5527 2.5802 2.5927 2.5408 2.5426 N1920212223242526Z 4.3839 4.1421 3.4829 2.8906 2.339 2.5975 2.6292-1.5963R 4.9441 4.9059 4.8771 5.0964 5.243 5.0845 5.0378 5.1528Y15.32815.04814.3613.98713.58213.68213.6679.5565PAR 2.5516 2.5604 2.5588 2.5035 2.5112 2.5059 2.5058 2.4067从上表可以看出,第26次循环的结果为最佳,但是发现此时中心孔已经被附加孔破坏,也不符合要求。
增加一状态变量:中心孔边与附加孔边的最小距离Z。
设置Z的范围为(0.2-24),这样就能保证附加孔不破坏中心孔了。
进行第二次优化,优化数据如下:第二次优化计算结果第二次优化应力集中系数与孔心距及孔半径的关系图第二次优化应力集中系数、孔心距及孔半径与循环系列号的关系图第二次优化各参数数据N12345678Z612.362912.847212.784612.515920.085612.767 6.7209 R3 3.6271 3.6258 3.5704 3.4991 4.5724 5.8 4.9931 Y1521.9922.47322.35522.01530.65824.56717.714 PAR 2.8897 2.8215 2.8242 2.8345 2.8532 2.83 2.75 2.5695 N910111213141516 Z 6.2845 5.5156 5.4707 4.6007 4.4078 4.293 4.5977 4.5051 R 4.8885 4.8304 4.8073 4.7443 4.7282 4.683 4.9623 5.1329 Y17.17316.34616.27815.34515.13614.97615.5615.638 PAR 2.5759 2.5788 2.5885 2.5816 2.587 2.6014 2.5519 2.5538 N1718192021222324 Z 2.0131 2.0791 2.1173 2.0699 1.55140.74950.33238.059 R 5.2929 5.3669 5.4677 5.5461 5.6726 5.3875 5.2717 5.058 Y13.30613.44613.58513.61613.22412.13711.60419.117 PAR 2.5188 2.5243 2.5281 2.5409 2.5472 2.4993 2.4798 2.6258 N2526272829303132 Z8.0898 6.1668 4.9701 5.171 5.1312 5.1076 5.0235R 5.1662 4.8882 4.7639 4.721 4.6518 4.6364 4.6105Y19.25617.05515.73415.89215.78315.74415.634PAR 2.6139 2.5741 2.5909 2.6006 2.6072 2.6183 2.619从图和表中我们可以看出22、23组循环系列得到的结果很接近,且为所有最优系列的最小值。
因为我们不能穷尽所有点而得到最佳解,故我们认为最在区域R(5.2717 5.3875);Y(11.60412.137),此时能获得最优的应力集中系数。
通过选取在些区域里的点进行实验,发现应力集中系数也在上述范围内,与我们的结论很好的相符。
部分命令流如下CYL4,0,0,6/设置中心孔位置与大小CYL4,0,Y,R/设置附加孔位置与大小0,1.0/显示等效应力云图S,EQV,0,1.0PLNSOL,S,EQV,PAR,PLNSOL,0,MAX/取出最大应力值并赋给目标变量*GET,PAR,*GET,PAROPVAR,R,DV,1,5.9,,/设置R的范围为1-5.9 OPVAR,Y,DV,7.5,36,,/设置Y的范围为7.5-36 OPVAR,Z,SV,0.2,24,,/设置Z的范围为0.2-24 OPVAR,PAR,OBJ,,,0.005,/设置PAR收敛精度为0.005(二)梯形板问题在减少梯形窄边宽度的时候会引起梯形板上圆孔边应力增大,但是却能有效减小板的重量,当这个应力增量还在我们应许范围内的时候,我们却能减少大量的材料,从而达到使板重量减轻,我们用重量相对于初始情况下的减小量与应力相对初始情况下的增加量之比来衡量结果的优化程度,该值越大则表明增加相同的应力的情况下减重越明显。
首先对方形板的情况进行实验,获得初始值。
平面板的大小为200*200,孔半径为10.网格划分:孔边平均分为200份,与孔相连的边按0.08的比例各分为80份,其它各边则平均分为80份。
网格如下图方形板网格初始应力云图梯形窄边长为128时应力云图当梯形窄边长一直减小时,我们可以预测最大应力将出现在窄边处而不是在孔边,这种情况也不是我们想要的。
当窄边为46时,最大应力在窄边下,如下图:梯形窄边长为46时应力云图故使用ANSYS优化设计时,设计变量X(窄边的半宽度)应该限制在24-100之间,为了保证所加载荷不变,故在窄边加的压力值设为变量-100/X。