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考虑弹性变形的光敏树脂风洞模型设计方法
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:V211.7[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]空气动力学国家重点实验室,绵阳621000, [2]西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,西安710049
  • 相关基金:长江学者和创新团队发展计划(IRT0646); 国家自然科学基金(51075385); 空气动力学国家重点实验室基金(SKLA2009A0103)资助项目
中文摘要:

为减小光敏树脂刚度较低引起的模型变形对风洞气动力试验数据的影响,提出一种考虑弹性变形的光敏树脂风洞模型设计方法。采用气动弹性数值计算的方法对光敏树脂模型在空气动力作用下的变形进行预测,基于数值计算的变形修正模型的原始外形,获得树脂模型的制造外形,使制造外形的模型在气动力作用下变形后的外形与原始外形相同,从而消除树脂模型弹性变形的影响。基于该方法和大展弦比机翼剖面刚性不变形假设设计出6套F4模型的制造外形,通过快速成形设备进行制造,并在FL-21跨声速风洞中进行验证试验。试验数据表明,在设计点时,4#、5#、6#模型的升力系数CL与国外风洞数据吻合较好,1#、2#、3#和5#模型的俯仰力矩系数Cmy与国外风洞数据吻合较好;在非设计点时,模型的CL和Cmy与国外数据偏差较大;同国外风洞试验雷诺数的差异使阻力系数比国外风洞试验的阻力系数大。因此,在设计点时考虑弹性变形的方法可以明显改善光敏树脂风洞模型的气动力试验数据精度。

英文摘要:

A method for designing photosensitive resin wind tunnel model considering elastic deformation is presented to reduce the effect of model deformation caused by low stiffness of photosensitive resin on aerodynamic force experiment data in wind tunnel.Numerical calculation method for aeroelasticity is used to predict the model deformation under aerodynamic force and the original model shape is modified on the basis of the numerically calculated deformation,thereby the manufacture shape of resin model is obtained,so that the shape of model after deformation under aerodynamic force is same as the original model shape,thus eliminating the effect of photosensitive resin elastic deformation.Six F4 model manufacture shapes are designed on the basis of this method and the hypothesis that the airfoil of large aspect ratio wing is rigid.Six models are manufactured by using rapid prototyping equipment and tested in FL-21 transonic wind tunnel.Test data show that at design point,lift coefficients CL of 4#,5# and 6# models are in good agreement with the data of three foreign wind tunnels,and so are the pitch moment coefficients Cmy of 1#,2#,3# and 5# models;at off-design points,CL and Cmy are quite different from the foreign data;drag coefficients Cd are greater than foreign wind tunnel results because of Reynolds number Re difference between this test and foreign wind tunnel tests.So,at design point,this method can obviously improve the aerodynamic force data precision of photosensitive resin wind tunnel model.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603