小型无人机发动机悬置系统的优化设计

【摘要】随着无人机技术的迅速发展,人们对振动水平和振动环境的要求也日益提高。无人机故障很多都直接归咎于飞行中的振动载荷。无人机在空中飞行时,发动机是其主要振源,因此,无人机发动机悬置系统匹配的优劣程度直接影响无人机空中飞行的振动,提高发动机悬置系统的隔振性能也是降低无人机振动、提高无人机性能的主要途径之一。橡胶隔振器是发动机悬置系统的核心部分,现用隔振器在振动过程中产生的间隙对隔振不利,为了消除间隙,须对隔振器进行预压缩。针对确定预压缩量的问题,首先深入研究了本课题所用发动机的激励载荷及发动机隔振理论；然后研究了橡胶的有限元建模技术,利用ANSYS软件对现用发动机橡胶隔振器进行了静力学分析和瞬态动力学分析,由分析结果确定隔振器轴向预压缩量为1.5mm；最后在不同轴向预压缩量下,对无人机整机进行振动测试对比试验,试验结果表明预压缩量为1.5mm时的振动明显减小,验证了隔振器的优化效果。发动机悬置支架是发动机悬置系统的重要组成之一,悬置支架的刚度和质量分别直接影响悬置系统的隔振效果和无人机的重量。本文首先将原支架所用钢改为轻质铝合金,并增加了辅助支撑；然后利用ANSYS对悬置支架进行了拓扑优化,获得最佳拓扑结构；最后对新支架进行模态分析和强度分析,说明优化后的支架不仅质量减小了0.84kg,而且基频也由289Hz增大到546Hz,满足支架设计的要求。本文的优化、仿真及试验结果对小型无人机发动机隔振及轻量化设计具有一定的借鉴作用。
【作者】王春红；
【导师】贾宏光；
【作者基本信息】中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)，机械制造及其自动化，2013，硕士
【关键词】橡胶悬置；刚度；预压缩量；支架；拓扑优化；模态分析；

【参考文献】
[1]杨岸渊.独立分量分析在气体检测中的应用[D].西安科技大学,控制工程,2013,硕士.
[2]潘婷.新建隧道近接既有桥梁的主动预支护技术研究[D].北京建筑大学,建筑与土木工程（专业学位）,2013,硕士.
[3]王晓.非诉讼方式在农村民事纠纷解决中的运用[D].曲阜师范大学,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[4]李佳哲.忠孝伦理与西汉政治制度建设[D].青岛大学,专门史,2013,硕士.
[5]李波.从主体性到主体间性[D].广东外语外贸大学,外国语言学及应用语言学,2004,硕士.
[6]杨昆.冷战后印度海洋政策分析[D].郑州大学,国际关系,2013,硕士.
[7]王岳婷.我国检察权属性及行使问题研究[D].辽宁师范大学,法学,2012,硕士.
[8]解文肖.基于复合差分的精密GPS定位系统关键技术研究[D].燕山大学,测试计量技术及仪器,2014,硕士.
[9]冼尚钧.大节段钢箱梁线形控制关键技术研究[D].华南理工大学,桥梁与隧道工程,2014,硕士.
[10]李泽乐.基于显式动力分析的砌体墙体倒塌性能研究[D].新疆大学,结构工程,2013,硕士.
[11]曲丽娜.原油降解真菌分离和降解及芳香烃降解基因的转录谱分析[D].东北林业大学,遗传学,2014,博士.
[12]杜杰.德阳移动中高端客户流失预警研究[D].电子科技大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[13]高国瑞.青霉菌降解PCBs过程中酶活性与降解率关系的研究[D].上海海洋大学,水生生物学,2013,硕士.
[14]刘益成.等间隔频域采样信号的恢复条件[J].石油地球物理勘探,1989,04:490-492.
[15]项政,蔡菲菲,张城榕,汪丹丹.微时代大学生微博使用状况调查及思考[J].山西师范大学学报(自然科学版),2013,S1:91-95.
[16]吴玉靖.支气管扩张症状分型临床研究[D].广州中医药大学,中医学（专业学位）,2013,硕士.
[17]王智强,罗来仪.现代物流知识问答(六)[J].对外经贸实务,2001,06:43-45.
[18]杨秀富.广西百色市中小学教师信息素养研究[D].广西师范大学,教育,2003,硕士.
[19]傅建民.疼痛共情的内外群体效应研究[D].湖南师范大学,应用心理学,2014,硕士.
[20]乌英格,陈宝平.数据挖掘在客户关系管理中的应用[J].内蒙古科技与经济,2005,24:172-173.
[21]甘婧.全球化背景下石油企业思想政治工作创新研究[D].东北石油大学,思想政治教育,2013,硕士.
[22]庞晓.关于“同课异构”教研方法的一些实践及思考[D].广西师范大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[23]李向伟,康毓秀.粗糙集理论在视频分析中的应用[J].软件,2014,09:1-5.
[24]赵文平,徐国华,王安民.敏捷制造下的产品信息集成研究[A].中国电子学会.全国第七届工业工程与企业信息化学术会议论文集[C].中国电子学会:,2003:4.
[25]谭述君,钟万勰.非线性最优控制系统的保辛摄动近似求解[J].自动化学报,2007,09:1004-1008.
[26]樊慧.泰安高新区招商引资战略研究[D].西安科技大学,工商管理,2013,硕士.
[27]徐晓峰.黑粉菌侵染对茭白光合气体交换及叶绿素荧光参数的影响[D].浙江大学,蔬菜学,2012,硕士.
[28]陈玲玲.肠易激综合征患者血清抗肠神经元抗体免疫反应特点及其临床意义探讨[D].福建医科大学,内科学,2014,硕士.
[29]陈海涛,徐征,赵谡玲,赵玲,刘志民,高松,杨一帆,刘志方,申崇渝,徐叙瑢.PCDTBT作为发光层的有机电致发光器件研究[J].物理学报,2014,16:395-400.
[30]朱宇涵.基于DDAG的FDA故障诊断方法研究与应用[D].东北大学,控制理论与控制工程,2010,硕士.
[31]高亮.电弧炉电极升降工业控制微机抗干扰的应用[J].冶金自动化,2004,01:71.
[32]黄媛.图案数字化交互应用研究[D].湖北工业大学,设计艺术学（专业学位）,2014,硕士.
[33]卞玉牛.信息技术与高中有机化学教学整合的模式研究[D].东北师范大学,现代教育技术,2012,硕士.
[34]徐朦.多种钢纤维对超高性能混凝土力学性能影响的比较研究[D].北京交通大学,2014.
[35]盖彦荣,陈阳舟,张亚霄,郭创.离散时间多智能体系统一致性的平均驻留时间条件[J].控制与决策,2014,10:1871-1875.
[36]魏晓霞.AAC-LC算法X86及ARM平台移植和优化[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2011,硕士.
[37]张敏.基于国内施工合同范本条件的项目支付管理的研究[D].湖南大学,项目管理,2010,硕士.
[38]吴珊珊.中国海事调查法律问题研究[D].大连海事大学,海商法,2014,硕士.
[39]孙小龙.非稳态条件下润滑状态实验研究[D].大连海事大学,船舶与海洋工程,2014,硕士.
[40]吕栋.武汉三镇历史人居环境营造理念与方法研究[D].西安建筑科技大学,建筑历史及其理论,2013,硕士.
[41]华志刚.富水软弱地层盾构掘进引起长期沉降研究[D].北京交通大学,2014.
[42]刘伟.小学音乐教学中体态律动运用现状的调查研究[D].沈阳师范大学,课程与教学论,2014,硕士.
[43]周平红.GPS高程在市政工程测量中的应用研究[D].广东工业大学,结构工程,2013,硕士.
[44]刘云珍.专利添附制度研究[D].西南交通大学,经济法学,2013,硕士.
[45]王蕾.小导管注浆在基坑工程中的应用及加固效果研究[D].辽宁工程技术大学,桥梁与隧道工程,2012,硕士.
[46]钱荣钧.学术交流的园地,科技发展的向导[J].石油地球物理勘探,1995,03:296.
[47]王树国,单凯.LCI在石油化工催化裂化装置中软起动主风机、备用主风机两套机组的应用[J].电气应用.2008(10)
[48]王玉龙.三对钝体布置先进旋涡燃烧室流动特性研究[D].大连海事大学,动力工程,2013,硕士.
[49]吴莹,乔非,李莉,古攀.晶圆生产线瓶颈区并行机半在线调度方法[J].控制与决策,2011,03:339-345.
[50]谈述战,周厚强,刘毅,王德禧.石墨烯的特性及应用进展[J].国外塑料,2013,07:36-42+48.