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无人机结构件低成本聚合物材料替代技术研究
作者:李杰,等
中国分类号:TQ340.1
文献标识码:B
文章标识码:1009-797X(2026)10-0047-06
关键词:两栖无人机;碳纤维;聚碳酸酯(PC);有限元分析;应力

摘要

针对两栖无人机结构件成本控制与力学性能兼顾的需求,本文开展了低成本聚合物材料替代及力学性能验证研究。通过聚焦机臂基节等核心受力部件,选取碳纤维短纤材料(ZOLTEK PX35)与低成本PC材料作为替代候选材料,结合有限元分析与弯曲强度校核系统验证在极限工况下的适用性。有限元仿真结果表明:飞行系统所受的最大应力为 22.71 MPa,行走系统三足站立极限状态下最大应力为 194.2 MPa。弯曲强度校核显示:碳纤维短纤材料(ZOLTEK PX35)抗拉强度为290 MPa,均能覆盖实际受力需求,PC材料抗拉强度为65~70 MPa,其强度储备能满足飞行系统实际受力需求,且PC材料成本显著低于传统航空材料。研究实现了两栖无人机结构件低成本材料替代的可行性验证,为同类产品的成本优化与性能保障提供了技术参考。