扑翼式飞行器刚柔耦合动力学分析与仿真

"这篇文档是青岛大学的一篇学术论文，主要研究了扑翼式两翼飞行器的刚柔耦合分析。作者通过建立基于二阶线性有阻尼集中质量-弹簧系统的动力学模型，对飞行器进行仿真验证，旨在解决这类飞行器在军事和民用领域应用中的结构设计和分析问题。研究发现，尽管机翼和连接件的强度和变形一般能满足要求，但齿轮接触应力过大可能导致塑性变形。这项研究为改进飞行器的结构设计提供了参考。" 文章深入探讨了扑翼式两翼飞行器的发展背景和技术特点。扑翼飞行器因其微型化、轻量化和高隐蔽性的优势，在军事和民用领域都有广阔的应用潜力。文献中提到了扑翼飞行器的发展历程，包括DARPA的早期研究设想，加州大学伯克利分校的气动特性研究，以及南京航空航天大学和德国Festo公司的创新设计。这些研究逐步揭示了鸟类飞行的机理，并尝试将这些原理应用于人造扑翼飞行器。 在技术层面上，该论文聚焦于扑翼式飞行器的刚柔耦合分析，这是一种考虑结构刚性和柔性的综合分析方法。作者使用二阶线性有阻尼集中质量-弹簧系统理论构建动力学模型，该模型在合理简化非线性因素的同时，能够更准确地反映飞行器的动态特性。这一模型随后在Workbench平台上进行了仿真，以检验其性能和潜在问题。 仿真结果显示，飞行器的机翼、连接件和连杆在预期的工作条件下，其强度和变形量基本满足要求。然而，齿轮接触部分存在过大的应力，这可能会导致齿轮的塑性变形，影响飞行器的稳定性和耐用性。这一发现对于优化飞行器的结构设计至关重要，因为它指出了需要重点关注和改进的部分。 这篇论文为扑翼式飞行器的结构设计和分析提供了一个新的视角，特别是在刚柔耦合分析方面。通过仿真验证，作者提出了一种有效的分析方法，有助于预防不合理干预问题，同时为后续的飞行器设计和性能提升提供了理论支持。未来的研究可以在此基础上进一步探索如何降低齿轮接触应力，提高飞行器的效率和可靠性。