大展弦比混杂复合材料后掠翼静气动弹性性能的研究
张升1
王军利2
刘菊蓉2
周杨1
王康杰1
王佳欢1
1.陕西理工大学 机械工程学院,汉中 7230012.陕西理工大学 机械工程学院,汉中 723001;陕西省工业自动化重点实验室,汉中 723001
摘要：[目的]针对大展弦比后掠翼在气动载荷下的几何非线性问题,探究碳/玻璃纤维混杂比及铺层角度对机翼弯扭耦合变形及气动特性的影响规律,旨在为该类机翼的结构设计与剪裁提供参考.[方法]首先,基于计算流体力学/计算结构动力学(Computational Fluid Dynamics/Computational Structural Dynamics,CFD/CSD),采用松耦合算法开展双向流固耦合分析,建立大展弦比后掠翼的静气动弹性计算模型,并通过DLR-F6翼身组合体试验数据验证了该方法的准确性;其次,对比线性与非线性求解结果的差异,明确几何非线性的影响;然后,分别研究5种碳/玻璃纤维混杂比及5种铺层角度方案下机翼的弯曲、扭转变形规律;最后,分析非线性弹性变形对最优混杂比机翼气动特性的影响.[结果]结果表明,线性求解方法因未考虑展向变形,在8°攻角下,翼尖位移偏差达0.77%;当碳/玻璃纤维混杂比为3∶1时,相较于纯碳纤维机翼,翼尖负担转角仅增大2.1%,而成本显著降低;铺层角度为±45°时,机翼扭转刚度最大,负扭转变形最小;3∶1混杂比机翼的升力系数与阻力系数较纯碳纤维机翼略有降低,纵向稳定性仅下降3.7%.采用3∶1碳/玻璃纤维混杂比及±45°铺层角度,可在保证机翼力学性能与气动效率的同时有效控制制造成本,为大柔性机翼的工程应用提供参考.
关键词：大展弦比碳/玻璃纤维几何非线性弯扭耦合气动特性
分类号：V214.8(基础理论及试验)
论文发表日期：2026-04-30
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 47-56 )
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