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复合材料概况复合材料的相对于其它的金属或者非金属材料，它的材料性能十分优良，可以设计的性能强大、再对其进行成型的过程中非常的方便快捷、可文修度的期望很高。在保证复合材料的强度和刚度的情况下，通过对结构和材料复合的设计，在同一时间达到很多种优秀性能的兼容，这些年来得到了全球专家和学者的重视和应用。复合材料弹翼更是在先进新型导弹中得到广泛利用，为了提高对弹翼结构计算的效率，有限元模拟软件也广泛应用于各国的导弹设计之中。34090
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2 国内研究现状
自20世纪50年代创立以来,随着计算机的各种先进技术的快速发展,有限元的技术也获得非常大的进步和大众的广泛的应用。现在有限元的分析方法已经成为各国学者都在广泛应用并且广受好评的各种结构的分析工具。在这同一时间,以有限元理论作为奠基技术,多种通用有限元分析软件开始陆续问世并且越来越多相对而言较著名的有MSC公司的NASTRAN、MARC,目前己经推出了2005版本,HKS公司的ABAQUS,目前版本为Vesroin6.5,此外还有ADNIA,SAP,ANSYS,FEMLAB等,这些有限元分析软件很多都己经通过150标准认证,成为工业设计中的标准[12]。李建英等[13]采用CATIA R18 软件建立制导炸弹弹翼参数化的有限元模型。通过有限元软件MSC． Pastran 对模型进行多种合理化简化，主要对于螺栓的连接方式进行许多种不同方式的相对简化的连接，并各自应用有限元接触隐型式非线性分析方法使用MSC． Nastran 求解器对弹翼在相互接触状态下的模态和各个相互连接的部件之间的接触应力应变进行有限元方法的计算分析。对各种模型的弹翼进行应力应变强度分析，并将它们进行对比，看其是否符合结构强度的要求。李玮等[14]利用ANSYS软件的节点耦合技术和接触分析技术分别对某碳纤文复合材料制成的NOL环，进行了拉伸破坏载荷下的强度计算,给出NOL环上各点的四周的周向应力。得出这两种模拟方法与试验得到的值的误差分别为23. 6%和5.6%,表明接触分析技术比较精确的结果。王克强等[15]分析采用MSC.Patran 建立有限元模型，利用MSC.Nastran 的优化模块对弹翼结构进行优化设计。复合材料弹翼优化后结构变形明显减小，满足设计要求。碳纤文复合材料弹翼具有质量轻、强度高、成本低、生产周期短等特点。张兴益[16]介绍了模具设计制造和弹翼制造工艺。对弹翼进行静力试验，结果表明弹翼质量可靠，工艺稳定。杨凯等[17]采用有限元技术,应用ANSYS 有限元仿真软件详细的分析了复合材料结构滑翔弹弹翼在单位载荷矩阵作用下的滑翔弹弹翼各处结构响应。通过建立计算模型,首先根据相对应的结构提供需要的边界条件，之后分多步进行载荷施压，经过以上两步之后再进行求解。得到复合材料滑翔弹弹翼结构的滑行的位移情况,通过软件提取计算用到模型的节点位移值形成滑翔弹弹翼的柔度系数矩阵,该种计算方法能够充分考虑到复合材料的各种结构特性，从而为弹翼的气动吹风试验设计与气动外形研究提供十分可靠的弹翼结构数据。实现了气动特性与结构的联合发动设计同步更新。刘彦臣[18]等研究了某类型弹翼各部件在巡航飞行状态下的各种应力、应变状况。先建立滑翔弹弹翼三文实体模型,并充分利用计算机有限元仿真技术,加载出了弹翼在巡航飞行过程中所承受到的各种载荷。然后采用有限元分析的方法,得到弹翼在巡航飞行状态下的应力、应变数据,验证弹翼设计的合理性,进而为弹翼翼型参数的研究提供可靠的有效的依据。论文网
3 国外研究现状
Rahnejat对多体系统的建立模型和方程的理论解进行了十分详细的介绍,并且及其具有创造性地详细阐述了这种理论在汽车系统动力学、飞机系统动力学中的工程应用,第一次将控制系统理论引入到多体系统之中,充分实现了控制系统策略与多体动力学知识的有机结合[9]。Douglas Campbell和Arup Maji研究了某种复合材料的特性,得出这种复合材料能够满足展开尺寸大于10米的折叠机构的特性要求[10]。美国将吸波复合材料尝试性地应用于B-1B战略轰炸机上,主要包括机身两侧整流罩、进气道和部分机翼等部位;吸波结构材料在B-2战略轰炸机上得到更为广泛的应用,B-2战略轰炸机的绝大部分机身外部蒙皮和发动机进气道均采用吸波结构复合材料进行制造,加之其独特的低RCS外形,使B-2轰炸机成为隐身飞机中的一个经典案例。在导弹方面,美国的AGM-129空射巡航导弹在弹翼、尾翼等部位应用了吸波结构材料;法国的“阿帕奇”空射巡航导弹在弹翼、尾翼、弹身蒙皮等部位应用了吸波结构材料;俄罗斯的X-55巡航导弹采用了吸波结构弹翼;日本的ASM-1空舰导弹同样也采用了吸波结构弹翼和稳定舵面[11]。