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复合材料铺层方向对扑翼动力与静力性能的影响: 2017年; 利用Solid Works Simulation和ANSYS APDL对同一实例进行模态分析,验证了ANSYS的准确性和可靠性。在ANSYS中建立了仿生扑翼复合材料模型,分别进行模态和静力分析,探索复合材料不同铺层角度(0°,90°,45°和-45°)对仿生扑翼模型前三阶自然频率和最大应力的影响。在单、双层板中不同铺层角的组合中,得出了前三阶自然频率各自对应的最大和最小固有频率值。在单层板的四个铺层角度中,90°时可得到最小的等效应力和最小的结构变形,最大应力区域集中于前缘梁中部,因此拥有最好的结构性能,为复合材料机翼的优化提供了方法和依据。; 石建余春锦Saiaf bin Rayhan董成宋敦科; 关键词：复合材料铺层有限元法

复合材料仿生扑翼各铺层的有限元分析: 2017年; 利用有限元法,对具有粘弹性的碳纤维复合材料设置一组铺层角度,以探究扑翼在空气动力和惯性力作用下的结构力学性能表现。在单层板的4个铺设角度(0°,90°,45°和-45°)中,-45°铺层角度可得到最小的等效应力,但对应的最大变形相对最大,45°铺层角度可得到相对最小的变形,但对应的等效应力较大,最大应力和最大变形不能统一在同一铺层角度的单层板仿生翼上。在层合板的铺层角度组合中(-45°/0°、-45°/45°、-45°/90°、0°/45°、0°/90°、45°/90°),45°/90°铺层组合可得到最小的等效应力和最小的结构变形,整体及各分层的最大正应力和剪应力区域产生于前缘梁根部,集中应力分布合理,具有较好的力学性能。最大应力和最大变形可以统一在双层层合板仿生翼上,具有比单层板更优的力学性能,这与昆虫翼的由腹、背两层高承力薄膜构成的翅膜微结构相似。本研究有助于解释昆虫翼的完美结构表现,并为扑翼设计提供借鉴。; 石建余春锦Saiaf Bin Rayhan; 关键词：复合材料扑翼铺层有限元法涡格法

考虑褶皱和三明治结构的蜻蜓翼自然频率及振型分析: 2017年; 为探究蜻蜓翼的优异结构进而对扑翼飞行器的设计提供技术借鉴,因此利用有限元法对蜻蜓翼二维模型、考虑褶皱和翅脉三明治结构的三维模型的自然频率及振型进行了分析。模态分析结果表明:褶皱结构可以显著提高蜻蜓翼的自然频率,翅脉的三明治结构会略微降低蜻蜓翼的抗弯、抗扭性能,考虑褶皱和三明治结构的蜻蜓翼一阶自然频率远大于蜻蜓的振翅频率,从而保证蜻蜓飞行不会发生共振现象。进一步分析了蜻蜓翼褶皱简化模型前三阶自然频率随起皱高度以及翅脉中蛋白质比例的变化曲线图,表明在一定范围内随起皱高度增大,模型各阶自然频率显著增加,但达到特定起皱高度后反而不利于模型的抗振性能。随着蛋白质层占比的增加,模型各阶频率呈递减的趋势,并以频率的下降快慢得到了蛋白质含量较佳的比例。本研究有助于解释蜻蜓翼的完美结构表现,并为扑翼设计提供借鉴。; 石建余春锦Saiaf Bin Rayhan宋敦科刘岩; 关键词：自然频率振型褶皱有限元

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石建