無人機機臂的靜應力分析

為了利于電調散熱,采取電調外置方式安裝于電機座的部位,根據電機電調尺寸規劃合理布局繪制電機座三維模型如圖:

無人機機臂的靜應力分析的圖1

圖1 多電機電機座安裝示意圖

機臂分總成由機臂固定件(包含于無人機殼體及其內部體)、碳管及電機座組成,機臂可視為懸臂梁。根部固定不可折疊,中間折疊為快速啟用型無人機。電機座為懸臂梁以外受力較大的部位對系統影響較大,故需對電機座進行力學分析 ,已知飛機帶載起飛重量為165Kg(含載荷、線纜重量和拉力),單臂分擔重量為41kg,考慮飛機飛行狀況復雜故采用單臂48kg拉力進行靜力學分析,如云圖:

無人機機臂的靜應力分析的圖2

圖2 電機座應力云圖

無人機機臂的靜應力分析的圖3

圖3 電機座位移云圖

由電機座應力云圖可知,電機座的整體應力水平處于,在固定安裝位置及管固定斷面出應力水平較高,最大應力為,小于材料的屈服強度,屬于彈性變形階段;由等效應力云圖可知,機身的最大位移在模型的電機安裝位置,最大位移值為,整體變形量較低,零件的剛度較高,強度滿足要求。

機臂強度計算

機臂碳管可視為懸臂梁,且構造簡單,受力影響比較大,故對其進行強度校核;

無人機機臂的靜應力分析的圖4

圖4 機臂結構及受力簡圖

注:計算僅考慮關鍵件最危險截面處及鉸接軸強度校核。

碳管強度計算

已知碳管材料:碳纖維

抗拉強度

取安全系數

則許用應力;;

碳管抗彎截面系數:

碳管危險處所受彎矩:

彎曲應力:

剪切應力:

按第四強度理論可得:

即機臂碳管強度滿足強度要求。

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