Tính toán và lựa chọn kết cấu cánh máy bay UAV cỡ nhỏ bằng vật liệu composite
Email:
nguyensongthanhthao@hcmut.edu.vn
Từ khóa:
Composite thủy tinh/epoxy, phương pháp phần tử hữu hạn, thiết kế kết cấu, tiêu chuẩn Tsai-Wu, UAV cỡ nhỏ.
Tóm tắt
Bài báo đưa ra tính toán thiết kế kết cấu cho cánh máy bay UAV cỡ nhỏ làm bằng vật liệu composite phục vụ nhiệm vụ quan sát. Thiết kế dựa trên việc phân tích đáp ứng tĩnh và động của kết cấu cánh khi chịu tải khí động bằng phương pháp phần tử hữu hạn và đánh giá khả năng chịu tải của cánh theo tiêu chuẩn phá hủy Tsai-Wu. Ba mô hình cánh khác nhau thỏa mãn yêu cầu về khối lượng thiết kế được xem xét. Dựa trên các phân tích về trường chuyển vị, trường biến dạng và giá trị Tsai-Wu, bài báo đưa ra lựa chọn kết cấu cánh phù hợpTài liệu tham khảo
[1]. G. Singhal, B. S. Bansod, L. Mathew, Unmanned Aerial Vehicle Classification, Applications and Challenges: A Review, Computer Science, 2018 (2018) 19 pages. https://doi.org/10.20944/preprints201811.0601.v1
[2]. K. P. Valavanis, G. J. Vachtsevanos, UAV Applications: Introduction, in: K. Valavanis, G. Vachtsevanos (Eds), Handbook of Unmanned Aerial Vehicles, Springer, Dordrecht, pp 2639-2641, 2015.
[3]. Quân đội nhân dân, Nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ hiện đại vào bảo đảm địa hình quân sự. https://www.qdnd.vn/quoc-phong-an-ninh/xay-dung-quan-doi/nghien-cuu-phat-trien-va-ung-dung-cong-nghe-hien-dai-vao-bao-dam-dia-hinh-quan-su-257842, truy cập ngày 5 tháng 2 năm 2020.
[4]. Viện hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam, Sử dụng các thiết bị chuyên dụng từ trên máy bay không người lái (UAV) để xác định các đặc trưng thủy văn, môi trường nước biển khu vực ven bờ từ Khánh Hòa đến Ninh Thuận. http://vast.ac.vn/tin-tuc-su-kien/tin-khoa-hoc/trong-nuoc/3469-su-dung-cac-thiet-bi-chuyen-dung-tu-tren-may-bay-khong-nguoi-lai-uav-de-xac-dinh-cac-dac-trung-thuy-van-moi-truong-nuoc-bien-khu-vuc-ven-bo-tu-khanh-hoa-den-ninh-thuan, truy cập ngày 5 tháng 2 năm 2020.
[5]. K. Kanistras, G. Martins, M.J. Rutherford, K.P. Valavanis, Survey of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) for Traffic Monitoring, in: K. Valavanis, G. Vachtsevanos (Eds), Handbook of Unmanned Aerial Vehicles, Springer, Dordrecht, pp 2643-2666, 2015.
[6]. G. R. Benini, E. M. Belo, F. D. Marques, Numerical Model for Aeroelastic Analysis, Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 26 (2004) 129–136. https://doi.org/10.1590/S1678-58782004000200003.
[7]. X. Jin, X. Zhou, P. Tian, L. Zhang, Z. Nie, Dynamic Analysis and Optimization of a Bionic Flapping-Wing Aircraft, Engineering transactions, 64 (2016) 181–196. http://et.ippt.gov.pl/index.php/et/article/view/349
[8]. T. Krishnamurthy, F. J. Tsai, Static and Dynamic Structural Response of an Aircraft Wing with Damage Using Equivalent Plate Analysis, in 49th AIAA/ASME/ASCE/AHSASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference, 2008. https://doi.org/10.2514/6.2008-1967.
[9]. M. Zakuan, A. Aabid, S. Khan, Modelling and Structural Analysis of Three-Dimensional Wing, International Journal of Engineering and Advanced Technology, 9 (2019) 6820–6828. https://doi.org/10.35940/ijeat.A2983.109119.
[10]. S. K. Das, S. Roy, Finite element analysis of aircraft wing using carbon fiber reinforced polymer and glass fiber reinforced polymer, in 2nd International conference on Advances in Mechanical Engineering, p. 13, 2018.
[11]. E.S. Esakkiraj, S. Anish, V. Anish, Static and Dynamic Analysis of Aluminium Composite in Wing Section Using ANSYS, Advanced Materials Research, 984–985 (2014) 367–371. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.984-985.367.
[12]. T.T. Nguyễn, Thiết kế UAV ba rotors theo mô hình cất cánh thẳng đứng, Luận văn Đại học, Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2015.
[13]. GoodWinds, Carbon Tubes, https://goodwinds.com/carbon-fiberglass/carbon/pultruded-tubes.html. Truy cập ngày 5 tháng 2 năm 2020.
[14]. Foamtech, Styrofoam LBH-X, http://www.foam-tech.co.uk/products/styrofoam-lbh-x. Truy cập ngày 5 tháng 2 năm 2020.
[15]. Kadhim H. Ghlaim: Woven factor for the mechanical properties of woven composite materials. Journal of Engineering, 16 (2010) 6012-6027.
[16]. Autar K. Kaw: Mechanics of composite materials. Taylor & Francis Group, LLC, Boca Raton, 2006.
[2]. K. P. Valavanis, G. J. Vachtsevanos, UAV Applications: Introduction, in: K. Valavanis, G. Vachtsevanos (Eds), Handbook of Unmanned Aerial Vehicles, Springer, Dordrecht, pp 2639-2641, 2015.
[3]. Quân đội nhân dân, Nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ hiện đại vào bảo đảm địa hình quân sự. https://www.qdnd.vn/quoc-phong-an-ninh/xay-dung-quan-doi/nghien-cuu-phat-trien-va-ung-dung-cong-nghe-hien-dai-vao-bao-dam-dia-hinh-quan-su-257842, truy cập ngày 5 tháng 2 năm 2020.
[4]. Viện hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam, Sử dụng các thiết bị chuyên dụng từ trên máy bay không người lái (UAV) để xác định các đặc trưng thủy văn, môi trường nước biển khu vực ven bờ từ Khánh Hòa đến Ninh Thuận. http://vast.ac.vn/tin-tuc-su-kien/tin-khoa-hoc/trong-nuoc/3469-su-dung-cac-thiet-bi-chuyen-dung-tu-tren-may-bay-khong-nguoi-lai-uav-de-xac-dinh-cac-dac-trung-thuy-van-moi-truong-nuoc-bien-khu-vuc-ven-bo-tu-khanh-hoa-den-ninh-thuan, truy cập ngày 5 tháng 2 năm 2020.
[5]. K. Kanistras, G. Martins, M.J. Rutherford, K.P. Valavanis, Survey of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) for Traffic Monitoring, in: K. Valavanis, G. Vachtsevanos (Eds), Handbook of Unmanned Aerial Vehicles, Springer, Dordrecht, pp 2643-2666, 2015.
[6]. G. R. Benini, E. M. Belo, F. D. Marques, Numerical Model for Aeroelastic Analysis, Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 26 (2004) 129–136. https://doi.org/10.1590/S1678-58782004000200003.
[7]. X. Jin, X. Zhou, P. Tian, L. Zhang, Z. Nie, Dynamic Analysis and Optimization of a Bionic Flapping-Wing Aircraft, Engineering transactions, 64 (2016) 181–196. http://et.ippt.gov.pl/index.php/et/article/view/349
[8]. T. Krishnamurthy, F. J. Tsai, Static and Dynamic Structural Response of an Aircraft Wing with Damage Using Equivalent Plate Analysis, in 49th AIAA/ASME/ASCE/AHSASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference, 2008. https://doi.org/10.2514/6.2008-1967.
[9]. M. Zakuan, A. Aabid, S. Khan, Modelling and Structural Analysis of Three-Dimensional Wing, International Journal of Engineering and Advanced Technology, 9 (2019) 6820–6828. https://doi.org/10.35940/ijeat.A2983.109119.
[10]. S. K. Das, S. Roy, Finite element analysis of aircraft wing using carbon fiber reinforced polymer and glass fiber reinforced polymer, in 2nd International conference on Advances in Mechanical Engineering, p. 13, 2018.
[11]. E.S. Esakkiraj, S. Anish, V. Anish, Static and Dynamic Analysis of Aluminium Composite in Wing Section Using ANSYS, Advanced Materials Research, 984–985 (2014) 367–371. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.984-985.367.
[12]. T.T. Nguyễn, Thiết kế UAV ba rotors theo mô hình cất cánh thẳng đứng, Luận văn Đại học, Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2015.
[13]. GoodWinds, Carbon Tubes, https://goodwinds.com/carbon-fiberglass/carbon/pultruded-tubes.html. Truy cập ngày 5 tháng 2 năm 2020.
[14]. Foamtech, Styrofoam LBH-X, http://www.foam-tech.co.uk/products/styrofoam-lbh-x. Truy cập ngày 5 tháng 2 năm 2020.
[15]. Kadhim H. Ghlaim: Woven factor for the mechanical properties of woven composite materials. Journal of Engineering, 16 (2010) 6012-6027.
[16]. Autar K. Kaw: Mechanics of composite materials. Taylor & Francis Group, LLC, Boca Raton, 2006.
Tải xuống
Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
05/03/2020
Nhận bài sửa
31/03/2020
Chấp nhận đăng
31/03/2020
Xuất bản
24/04/2020
Chuyên mục
Công trình khoa học
Kiểu trích dẫn
Nguyễn Song Thanh, T., & Lưu Văn, T. (1587661200). Tính toán và lựa chọn kết cấu cánh máy bay UAV cỡ nhỏ bằng vật liệu composite
. Tạp Chí Khoa Học Giao Thông Vận Tải, 71(3), 241-252. https://doi.org/10.25073/tcsj.71.3.8
Số lần xem tóm tắt
160
Số lần xem bài báo
210
