题 目： 变后掠三角机翼骨架的动力学仿真分析
1、研究目的和意义
在未来战场上，无人平台将是一支不可忽视的重要作战力量，目前无人飞行器的机翼设计能够满足下列两个可目标之一：飞得快、拥有较长滞空时间，但是同时满足这两个目标是非常困难的。本项目提出的可变翼骨架结构，是通过智能材料结构与铰链机械结构相结合，使飞机的机翼可以根据飞行条件的不同通过动作器对变形的控制来调整翼展、机翼面积和展弦比等参数。
可变翼结构可实现根据不同任务进行变速、变高度、变飞行参数的飞行，并且具有较长的滞空时间，相关技术还可以用于可变翼巡航导弹、舰船潜艇结构等军用武器结构中，为实现武器系统的安全化、智能化、自适应化提供有力的基础保障，大大地提高了武器系统(尤其是无人机)的作战性能和安全性，减少了武器结构服役过程中的风险性和维护成本。该设计理念还可应用于民用设施上，如智能桥梁、智能球拍及医用上。
2、国内外发展情况(文献综述)
目前，国外可变翼飞行器的研究方兴未艾，尤其是基于形状记忆材料的智能航天航空、航海结构的应用受到更加广泛的重视和认可，一些元件已经完成原理性演示验证，预计在21世纪初首先在航海、航空航天领域获得型号上的应用，如美国弹道导弹防御局预计在2010年左右在天基防御系统空间平台初步应用光纤智能蒙皮，美空军莱特实验室预计在2013年进行装有对敌方威胁进行监视的智能结构的飞行器样机实验，英国宇航公司(BAE)也将于未来几年完成装有光纤健康监测系统的全智能复合材料飞机的试飞，而美国空军研究实验室(AFRL)正与美国国防高级研究计划局(DARPA)也于2001年提出了 “变形飞行器结构”(MAS)的计划，其目标是发展一种主动可变形机翼，能够根据任务性质来改变机翼形状。该项目已经完成原理性演示验证，预计在2006年左右完成比例尺寸飞机的试飞。而应用各种智能材料和结构的智能无人飞机和巡航导弹则是未来发展的必然趋势和方向。
智能材料系统与结构的研究早是在70年代末期，由美国率先开展起来的，随后世界各主要发达国家相继开展该领域的研究工作，使智能结构技术得到广泛承认。进入九十年代，它更是受到高度重视。特别是美国军方和一些政府机构直接参与了研究和开发工作。1995年，白宫 科技政策办公室和国家关键技术评审组将智能材料结构技术列入“国家关键技术报告”中。1997年，智能构被列为“基础研究计划”的六项战略研究任务之一。美国各军种、弹道导弹 防御局(BMDO)和美国航空航天局(NASA)以及波音、麦道、TRW 和 联合机身等大公司都分别制 定了研究与发展计划，如弹道导弹防御局的“自适应结构计划”，陆军研究局的“智能材料与结构计划”，空军、海军共同实施的“智能金属结构计划”，空军航天实验室的“智能结构蒙皮计划”等。
我国智能材料和结构的研究开展于二十世纪九十年代，主要研究单位包括哈尔滨工业大学、南京航空航天大学、北京航空航天大学等大学、研究院所，主要研究领域包括光纤传感器、形状记忆材料、电磁流变液、压电陶瓷作动器等，对梁和复合材料层合板的弯曲进行了研究。国内的研究只是侧重于基础性研究(如形状记忆合金混杂复合材料研究、NiTi合金研究等)，而国外对翼形的变形已有研究，目前虽已开展了智能翼的研制，但对可变翼形的骨架结构的设计研究尚无可借鉴的经验。
3、研究的主要方法、手段 ：
通过智能材料结构与铰链机械结构相结合，使飞机的机翼可以根据飞行条件的不同通过动作器对变形的控制来调整翼展、机翼面积和展弦比等参数。该课题主要是通过采用改变飞机机翼的后掠角的方式，来达到改变飞机速度和机动性能的目的。
在不考虑外界各种因素的影响下，应用ADAMS软件对三角机翼骨架进行动力学仿真分析。测出在不同响应时间内机翼的后掠角和跨度的变化，进而可以对动作器的位置进行优化。
4、可行性分析：
该课题主要是智能材料结构与铰链机械结构的结合。应用AutoCAD与ADAMS软件进行动力学仿真分析，测出可变翼骨架结构在不同响应时间内各种参数的变化。针对于过程所做的力学分析与机械知识，包涵于我们所学的课程里面。我们也拥有该课题仿真分析所用到的设备与软件 。因此该课题具有可行性。
5、论文提纲
摘要
Abstract
第1章绪论
1.1选题的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.3本文的主要工作
第2章原理分析
2.1飞机原理
2.2 AutoCAD软件的概述及应用
第3章 智能可变翼骨架结构的建立
3.1 机翼骨架的介绍
3.2 建立机翼骨架，应用AutoCAD制图
3.3 动作器的性能与添加
第4章 机翼骨架结构的仿真分析
4.1骨架系统建模，并使动作器在不同的位置进行驱动
4.2仿真分析
4.3仿真结果分析
第5章 结论
致谢
参考文献
6、时间进程
任务下达日期：20XX年11月 23日
论文开题日期：20XX年 3 月14日
论文开始日期：20XX年 2月 24日
中期检查日期：20XX年5 月 9日
论文完成日期：20XX年6 月 2日
论文答辩日期：20XX年6 月 13日
7、参考文献：
1 F. Simons, D. Feund. Wing morphing for quiet supersonic jet performance-Variable geometry design challenges for business jet utilization. 43rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. Reno, Nevada, January 10 - 13, paper AIAA 2005-1017,2005:824-856
2 S. B. Smith, D. V. Nelson. Determination of the aerodynamic characteristics of the mission adaptive wing. AIAA Journal of Aircraft. 1990，v 27(11):950-958
3 D. P. Wang, D. B. Cho , C.A. Martin. Development of high rate, large deflection, hingeless trailing edge control surface for the smart wing wind tunnel model. Smart structures and materials 2001: Industrial and commercial applications of smart structures technologies; Proceedings of the Conference. Newport Beach, CA, Mar.5-8, SPIE Proceedings. Vol. 4332: 407-418
4 何庆芝. 航空航天概论. 北京航空航天大学出版社，2002:249-256
5 陈立平 张云清 任卫群. 机械系统动力学分析及ADAMS应用教程. 清华大学出版社 .2005年1月第1版
6 王淑仁 . 机械原理课程设计 . 科学出版社 . 2006年9月第1版
7 李增刚 . ADAMS入门详解与实例教程 .国防工业出版社, 2006年4月第1版
8 朱龙根. 机械设计 . 机械工业出版社,2007年6月第1版
9 MSC.Ssftware(著).李军,陶永忠(译). MSC.ADAMS FSP基础培训教程. 清华大学出版社, 2004年11月第1版
10 石端伟. 机械动力学. 中国电力出版社,2007年2月第1版
11 范洪文 . 结构力学. 高等教育出版社, 2005年7月第5版
12 王志瑾 姚卫星. 飞机结构设计. 国防工业出版社, 2005年8月第1版
13 刘鸿文 . 材料力学 . 高等教育出版社 . 2002年2月第3版
14 黄太平.飞机性能工程. 科学出版社 , 2005年5月第1版
15 哈尔滨工业大学理论力学教研室 . 理论力学 . 高等教育出版社, 2004年4月第6版
16 方晨 . AutoCAD 2006中文版实例教程 . 上海科学普及出版社 , 2006年5月第1版
1、研究目的和意义
在未来战场上，无人平台将是一支不可忽视的重要作战力量，目前无人飞行器的机翼设计能够满足下列两个可目标之一：飞得快、拥有较长滞空时间，但是同时满足这两个目标是非常困难的。本项目提出的可变翼骨架结构，是通过智能材料结构与铰链机械结构相结合，使飞机的机翼可以根据飞行条件的不同通过动作器对变形的控制来调整翼展、机翼面积和展弦比等参数。
可变翼结构可实现根据不同任务进行变速、变高度、变飞行参数的飞行，并且具有较长的滞空时间，相关技术还可以用于可变翼巡航导弹、舰船潜艇结构等军用武器结构中，为实现武器系统的安全化、智能化、自适应化提供有力的基础保障，大大地提高了武器系统(尤其是无人机)的作战性能和安全性，减少了武器结构服役过程中的风险性和维护成本。该设计理念还可应用于民用设施上，如智能桥梁、智能球拍及医用上。
2、国内外发展情况(文献综述)
目前，国外可变翼飞行器的研究方兴未艾，尤其是基于形状记忆材料的智能航天航空、航海结构的应用受到更加广泛的重视和认可，一些元件已经完成原理性演示验证，预计在21世纪初首先在航海、航空航天领域获得型号上的应用，如美国弹道导弹防御局预计在2010年左右在天基防御系统空间平台初步应用光纤智能蒙皮，美空军莱特实验室预计在2013年进行装有对敌方威胁进行监视的智能结构的飞行器样机实验，英国宇航公司(BAE)也将于未来几年完成装有光纤健康监测系统的全智能复合材料飞机的试飞，而美国空军研究实验室(AFRL)正与美国国防高级研究计划局(DARPA)也于2001年提出了 “变形飞行器结构”(MAS)的计划，其目标是发展一种主动可变形机翼，能够根据任务性质来改变机翼形状。该项目已经完成原理性演示验证，预计在2006年左右完成比例尺寸飞机的试飞。而应用各种智能材料和结构的智能无人飞机和巡航导弹则是未来发展的必然趋势和方向。
智能材料系统与结构的研究早是在70年代末期，由美国率先开展起来的，随后世界各主要发达国家相继开展该领域的研究工作，使智能结构技术得到广泛承认。进入九十年代，它更是受到高度重视。特别是美国军方和一些政府机构直接参与了研究和开发工作。1995年，白宫 科技政策办公室和国家关键技术评审组将智能材料结构技术列入“国家关键技术报告”中。1997年，智能构被列为“基础研究计划”的六项战略研究任务之一。美国各军种、弹道导弹 防御局(BMDO)和美国航空航天局(NASA)以及波音、麦道、TRW 和 联合机身等大公司都分别制 定了研究与发展计划，如弹道导弹防御局的“自适应结构计划”，陆军研究局的“智能材料与结构计划”，空军、海军共同实施的“智能金属结构计划”，空军航天实验室的“智能结构蒙皮计划”等。
我国智能材料和结构的研究开展于二十世纪九十年代，主要研究单位包括哈尔滨工业大学、南京航空航天大学、北京航空航天大学等大学、研究院所，主要研究领域包括光纤传感器、形状记忆材料、电磁流变液、压电陶瓷作动器等，对梁和复合材料层合板的弯曲进行了研究。国内的研究只是侧重于基础性研究(如形状记忆合金混杂复合材料研究、NiTi合金研究等)，而国外对翼形的变形已有研究，目前虽已开展了智能翼的研制，但对可变翼形的骨架结构的设计研究尚无可借鉴的经验。
3、研究的主要方法、手段 ：
通过智能材料结构与铰链机械结构相结合，使飞机的机翼可以根据飞行条件的不同通过动作器对变形的控制来调整翼展、机翼面积和展弦比等参数。该课题主要是通过采用改变飞机机翼的后掠角的方式，来达到改变飞机速度和机动性能的目的。
在不考虑外界各种因素的影响下，应用ADAMS软件对三角机翼骨架进行动力学仿真分析。测出在不同响应时间内机翼的后掠角和跨度的变化，进而可以对动作器的位置进行优化。
4、可行性分析：
该课题主要是智能材料结构与铰链机械结构的结合。应用AutoCAD与ADAMS软件进行动力学仿真分析，测出可变翼骨架结构在不同响应时间内各种参数的变化。针对于过程所做的力学分析与机械知识，包涵于我们所学的课程里面。我们也拥有该课题仿真分析所用到的设备与软件 。因此该课题具有可行性。
5、论文提纲
摘要
Abstract
第1章绪论
1.1选题的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.3本文的主要工作
第2章原理分析
2.1飞机原理
2.2 AutoCAD软件的概述及应用
第3章 智能可变翼骨架结构的建立
3.1 机翼骨架的介绍
3.2 建立机翼骨架，应用AutoCAD制图
3.3 动作器的性能与添加
第4章 机翼骨架结构的仿真分析
4.1骨架系统建模，并使动作器在不同的位置进行驱动
4.2仿真分析
4.3仿真结果分析
第5章 结论
致谢
参考文献
6、时间进程
任务下达日期：20XX年11月 23日
论文开题日期：20XX年 3 月14日
论文开始日期：20XX年 2月 24日
中期检查日期：20XX年5 月 9日
论文完成日期：20XX年6 月 2日
论文答辩日期：20XX年6 月 13日
7、参考文献：
1 F. Simons, D. Feund. Wing morphing for quiet supersonic jet performance-Variable geometry design challenges for business jet utilization. 43rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. Reno, Nevada, January 10 - 13, paper AIAA 2005-1017,2005:824-856
2 S. B. Smith, D. V. Nelson. Determination of the aerodynamic characteristics of the mission adaptive wing. AIAA Journal of Aircraft. 1990，v 27(11):950-958
3 D. P. Wang, D. B. Cho , C.A. Martin. Development of high rate, large deflection, hingeless trailing edge control surface for the smart wing wind tunnel model. Smart structures and materials 2001: Industrial and commercial applications of smart structures technologies; Proceedings of the Conference. Newport Beach, CA, Mar.5-8, SPIE Proceedings. Vol. 4332: 407-418
4 何庆芝. 航空航天概论. 北京航空航天大学出版社，2002:249-256
5 陈立平 张云清 任卫群. 机械系统动力学分析及ADAMS应用教程. 清华大学出版社 .2005年1月第1版
6 王淑仁 . 机械原理课程设计 . 科学出版社 . 2006年9月第1版
7 李增刚 . ADAMS入门详解与实例教程 .国防工业出版社, 2006年4月第1版
8 朱龙根. 机械设计 . 机械工业出版社,2007年6月第1版
9 MSC.Ssftware(著).李军,陶永忠(译). MSC.ADAMS FSP基础培训教程. 清华大学出版社, 2004年11月第1版
10 石端伟. 机械动力学. 中国电力出版社,2007年2月第1版
11 范洪文 . 结构力学. 高等教育出版社, 2005年7月第5版
12 王志瑾 姚卫星. 飞机结构设计. 国防工业出版社, 2005年8月第1版
13 刘鸿文 . 材料力学 . 高等教育出版社 . 2002年2月第3版
14 黄太平.飞机性能工程. 科学出版社 , 2005年5月第1版
15 哈尔滨工业大学理论力学教研室 . 理论力学 . 高等教育出版社, 2004年4月第6版
16 方晨 . AutoCAD 2006中文版实例教程 . 上海科学普及出版社 , 2006年5月第1版
