面向驱动格尼襟翼应用的压电悬臂梁位移分析
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南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金 (KFJJ20170102) 资助项目;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目;直升机旋翼动力学国家级重点实验室基金(6142220050416220002)资助项目;江苏高校优势学科建设工程资助项目。


Displacement Analysis of Piezoelectric Cantilevered Beam for Gurney Flaps
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    摘要:

    为了设计格尼襟翼的驱动机构,本文对压电悬臂梁自由端的位移及其影响参数进行了研究。采用Euler-Bernoulli悬臂梁模型给出了压电悬臂梁自由端的位移表达式,并采用有限元法研究了压电悬臂梁的基体厚度和压电片的布置位置等参数对悬臂梁自由端位移的影响。通过两种方法分析了压电悬臂梁自由端的位移变形,研究结果表明,通过解析法和有限元法分别计算得出的压电悬臂梁自由端的位移最大误差不超过3.6%。在其他条件一定的情况下,减小基体厚度、将压电片布置于悬臂梁根部以及选择合适的压电材料能够使自由端获得相对较大的位移。由于压电悬臂梁的位移不能满足格尼襟翼的驱动要求,需采用放大机构进一步放大自由端位移。

    Abstract:

    In order to design the driving mechanism of Gurney flaps, we focus on the displacement of the free end of a piezoelectric cantilevered beam. The displacement is derived by Euler-Bernoulli beam model, and a finite element method is used to investigate the influence of the parameters such as the thickness of the substrate and the arrangement position of the piezoelectric sheet on the displacement. The results show that the maximum difference of the displacement predicted by the analytical method and the finite element method is within 3.6%. Reducing the thickness of the substrate, placing the piezoelectric sheet near the root of the cantilever beam and using better materials can obtain relatively larger displacement. The displacement of the piezoelectric cantilevered beam cannot provide enough large displacement to a Gurney flap, so a device to amplify the displacement is necessary.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

张英杰, 韩东, 闫冰.面向驱动格尼襟翼应用的压电悬臂梁位移分析[J].南京航空航天大学学报,2018,50(2):227-232

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  • 收稿日期:2017-12-15
  • 最后修改日期:2018-02-15
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  • 在线发布日期: 2018-04-25
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