[发明专利]一种可变形智能翼的形变驱动检测装置与方法

说明书

本发明公开了一种可变形智能翼的形变驱动检测装置与方法，包括可变形智能翼本体部分及振动检测部分，所述可变形智能翼本体部分包括可变形智能翼模型，所述振动检测部分包括扫描式激光测振仪、数字解码器、散斑矾粉、调理放大电路、电荷放大器、A/D采集卡、激光位移传感器、加速度计及计算机，激光位移传感器及加速度计同时同步检测以作对比；激励可变形智能翼模型，扫描式激光测振仪进行扫描，数据通过数字解码器解码，再传输到计算机，在显示器上以三维动画或二维彩色图片的方式显示振型，从而实现对可变形智能翼形变检测可视化。

技术领域

本发明涉及可变形智能翼的形变检测领域，具体涉及一种可变形智能翼的形变驱动检测装置与方法。

背景技术

随着人们对飞机的机动性、燃油经济性、平稳性等要求的提高，传统的机翼设计方法已越来越难以满足需求。比如说，使用曲柄连杆机构调节襟翼的角度变化在一定程度上可以达到提高飞机升力的作用，但机翼在这个变化过程中的形状改变是不连续的，从而造成了机翼表明气流的不连续变化，严重影响飞机飞行时的平稳性。因此，可变形智能翼的概念得到推崇。可变形智能翼能随大气扰动、飞行马赫数、迎角等条件的改变而自动的改变机翼形状，并采用智能蒙皮以保持翼面变化的连续性和光滑性，使用可变形智能翼可以有效提高飞机起飞最佳的升阻比，提高飞机着陆的最大升力系数及飞机最佳进场状态，使飞机高速巡航飞行时阻力最小。目前可变形智能翼主要有两类技术做支撑，一是智能材料，一是柔性机构。本发明所涉及的可变形智能翼是基于智能材料技术。基于智能材料技术的可变形智能翼分为三个部分：前缘部分、扰流部分、后缘部分。其中前缘部分和后缘部分都是非变形部分；扰流部分为变形部分，是可变形智能翼的关键所在，其基本结构由脊柱弯曲梁和纵梁支撑，里层是蜂巢状网格结构；向蜂巢网格里浇筑聚氨酯橡胶以增加垂直方向的聚合物刚度，最后附上一层碳纤维蒙皮以保持飞机飞行时翼面变化的连续性和光滑性。

基于智能材料设计的可变形智能翼具有系统质量轻、灵敏度高、结构简单、气动性好等优点，但在实际应用中却仍存在一些尚待优化的问题，故而测试、模拟仿真其飞行性能显得尤为重要。目前主流上对可变形智能翼的形变检测方法多采用纤维材料压电片、加速度计、激光位移传感器等进行检测。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种可变形智能翼的形变驱动检测装置与方法。

本发明在可变形智能翼模型表面蒙皮上粘有大小不等、分布密度大、分布位置随机的散斑矾粉；激励可变形智能翼模型，扫描式激光测振仪进行扫描，数据通过数字解码器解码，再传输到计算机；激光位移传感器及加速度计同时同步检测以作对比；而后计算机显示器上将以三维动画或二维彩色图片的方式显示振型，从而实现对可变形智能翼形变检测的可视化。

本发明采用如下技术方案：

一种可变形智能翼的形变驱动检测装置，包括可变形智能翼本体部分及振动检测部分；

所述可变形智能翼本体部分包括可变形智能翼模型，所述可变形智能翼模型由前缘部分、扰流部分及后缘部分构成，所述可变形智能翼模型通过机翼固定支座竖直固定在实验台上，保证可变形智能翼模型的前缘部分及后缘部分受到外部激励时保持竖向放置且不发生偏转；

所述振动检测部分包括扫描式激光测振仪、数字解码器、散斑矾粉、调理放大电路、电荷放大器、A/D采集卡、激光位移传感器、加速度计及计算机，所述散斑矾粉随机分布在可变形智能翼模型的表面蒙皮上作为待测表面，所述扫描式激光测振仪设置在待测表面的正前方，计算机输出信号，经调理放大电路调理后输入可变形智能模型的扰流部分，使可变形智能翼模型发生变形；

扫描式激光测振仪扫描待测表面，通过数字解码器解码传输至计算机中；

设待测表面为可变形智能翼模型的正面，所述激光位移传感器设置在实验台上，其投射位置位于可变形智能翼模型的背面，所述加速度计为多个，设置在待测表面上，所述激光位移传感器及加速度计检测到振动信号后，依次通过电荷放大器及A/D采集卡输入计算机。