十公斤級固定翼無人機全碳纖維機翼設計與應力分析

摘要：根據輕型固定翼無人機性能要求,設計了一款最大起飛結構質量為10 kg、質量輕、強度高、剛度高的固定翼無人機全碳纖維機翼;基于氣動性能分析和結構幾何設計,建立了機翼結構的三維模型;采用"封閉矩形截面緣條"盒式梁結構,增大了機翼的扭轉剛度;建立了機翼結構有限元模型,采用最大應力強度準則,對機翼結構的強度、剛度、穩定性進行了校核。對蒙皮碳纖維鋪層結構進行了優化。結果表明,結構應力集中區域位于翼梁根部螺栓孔區域,該區域應力水平決定了結構的初始強度;機翼大梁上緣條根部和附近的蒙皮易發生屈曲;優化后蒙皮減重121.6 g,占機翼初始結構質量的11.94%。