飞机水平尾翼健康诊断可视化仿真系统研究

论文摘要

随着新一代作战飞机体系结构复杂性逐渐提高,对飞机健康诊断和综合健康管理的要求也在不断地增长。目前,作战飞机健康诊断技术快速发展的同时还存在如下弊端:对飞机结构部件裂纹产生过程的把握缺乏整体性;相关实验和仿真数据大多以矩阵或表格形式出现,缺乏一定的直观性。这些问题的存在,在一定程度上制约了作战飞机健康诊断技术的发展和革新。本文针对这些技术瓶颈,在飞机健康诊断可视化仿真方面作了探索性的研究。首先,采用Multigen Creator软件对作战飞机及其水平尾翼进行三维建模;然后,分析了作战飞机飞行任务及仿真任务,进行了基于任务的飞机纵向机动可视化设计;最后,利用Multigen Vega和VC++（MFC）,结合水平尾翼疲劳裂纹扩展模型,开发了作战飞机水平尾翼健康诊断可视化仿真实验系统,文中对仿真实验系统的需求分析、模块划分、总体方案设计以及实验结果分析做了详细介绍。本文将三维可视化仿真技术创造性地用于飞机健康诊断领域,实现了作战飞机基于任务的飞行可视化仿真,而且,在仿真过程中实现了水平尾翼疲劳裂纹扩展数学模型的实时加载和仿真结果的可视化输出。为解决作战飞机健康诊断研究中存在的问题提供了新的思路,有良好的实用价值和应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景与意义
• 1.1.1 课题研究的背景
• 1.1.2 课题研究的意义
• 1.2 飞机水平尾翼健康诊断研究现状
• 1.3 可视化仿真技术研究现状
• 1.4 课题研究内容
• 1.5 论文内容安排
• 第2章 基于CREATOR 的作战飞机水平尾翼三维模型的设计
• 2.1 引言
• 2.2 三维几何建模常用工具概述
• 2.3 作战飞机水平尾翼三维建模方法
• 2.4 作战飞机及水平尾翼三维实体模型的具体设计
• 2.4.1 三维实体建模的一般过程
• 2.4.2 作战飞机平尾健康诊断研究的主要研究对象选择
• 2.4.3 复合式全动平尾三维模型数据库结构设计
• 2.4.4 复合式全动平尾三维实体模型设计
• 2.5 作战飞机及水平尾翼三维模型建立过程中用到的关键技术
• 2.5.1 剖面放样
• 2.5.2 LOD 技术
• 2.5.3 DOF 技术
• 2.5.4 纹理映射技术
• 2.6 本章小结
• 第3章 基于飞行任务的可视化仿真设计
• 3.1 引言
• 3.2 飞行任务及仿真任务分析
• 3.2.1 飞机纵向稳定
• 3.2.2 本文关于飞机的一些假设
• 3.2.3 典型飞机机动
• 3.3 基于任务的飞机纵向机动可视化设计
• 3.3.1 可视化设计软件
• 3.3.2 Vega 可视化设计过程
• 3.3.3 飞机纵向机动的可视化实现
• 3.4 基于任务的作战飞机平尾的动作设计
• 3.4.1 飞机参考坐标系
• 3.4.2 全动平尾动作机理
• 3.4.3 全动平尾动作的可视化设计
• 3.5 动态裂纹扩展过程的可视化设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 作战飞机水平尾翼健康诊断可视化仿真实验系统的开发
• 4.1 引言
• 4.2 可视化仿真系统需求分析
• 4.2.1 仿真需求分析
• 4.2.2 仿真系统开发需求分析
• 4.3 可视化仿真系统的功能模块设计及系统开发总体方案
• 4.3.1 可视化仿真系统功能模块设计
• 4.3.2 仿真系统开发总体方案
• 4.4 可视化仿真系统的实现
• 4.4.1 可视化仿真主界面设计
• 4.4.2 可视化仿真系统的具体实现
• 4.5 平尾疲劳裂纹扩展数学模型的软件接口设计
• 4.6 仿真实验
• 4.6.1 实验初始参数设置
• 4.6.2 仿真效果
• 4.6.3 实验结果与分析
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文