无人机复合材料起落架优化设计

摘要

根据旋翼式无人机安全着陆时的特殊要求,对无人机复合材料起落架的弓形梁进行形状尺寸优化和材料铺层优化设计,并采用真空辅助成型工艺制备优化前后的起落架样件,应用设计载荷加载试验验证设计效果。形状尺寸优化后起落架的尺寸参数为:两端跨度S=376 mm,接触面长度Cl=120 mm,宽度W=15 mm,整体高度H=150 mm;材料辅助层优化后,起落架模型一共由14层0°、6层45°、4层90°、6层-45°的铺层组成,每一层均为0.1 mm,整体铺层顺序为[03/45/-45/03/902/45/-45]s。形状尺寸优化后,起落架弓形梁在设计载荷下最大位移由0.77 mm提升至5.74 mm,缓冲吸能特性得到显著提升;材料铺层优化后,起落架弓形梁的质量比优化前减轻了19.8%。设计载荷加载试验结果显示,各样件均未发生断裂破坏,优化设计后的弓形起落架结构具有良好的缓冲吸能特性和足够的刚度。仿真分析结果显示,各样件的变形与试验保持一致,最大变形误差均在5%内。本次无人机复合材料起落架弓形梁的尺寸优化和材料铺层优化设计具有可行性和准确性。