高温环境下结构的动力学特性及舵面的颤振分析与研究

发布时间：2017-11-20 18:23

  本文关键词：高温环境下结构的动力学特性及舵面的颤振分析与研究

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【摘要】：自气动弹性的相关概念于20世纪30年代提出以来,飞行器的气动弹性问题一直受到各领域的科学研究人员及工程师的广泛关注。随着飞行器速度的不断增加,气动加热问题越来越严重,迫切需要进行高温环境下结构的动力学特性及气动弹性特性的研究。本文首先对简单钛合金结构在热环境下的动力学特性进行试验研究,并利用有限元软件MSC.PATRAN/NASTRAN对进行仿真分析,根据试验结果,利用0维弹簧阻尼单元对有限元模型的边界条件进行修正,获得了与实验结果更吻合的仿真计算模型,据此考察了结构沿厚度和轴向同时存在温度梯度的情况下,材料属性和热应力对各阶模态的影响。然后,对三种不同约束下的铝板和双边固支约束下的TPS复合板在单侧加热条件下进行热模态试验与有限元分析,研究高温环境对结构动力学特性的影响,同时验证了边界条件修正结果的合理性。之后,对舵面结构在常温下进行气动弹性仿真分析,研究材料属性、飞行高度以及飞行速度对结构颤振特性的影响。最后,对轴端固支约束的舵面结构进行热模态试验,并对带有修正边界的有限元模型进行仿真计算,将三种不同温度分布情况下的热刚度矩阵导入气动弹性分析模块中进行舵面的气动弹性分析,考察不同的温度分布对轴端固支和根部固支两种不同约束方式下舵面的气动弹性特征的影响,确定了临界颤振速度变化率与弯扭频率差的变化率之间的线性关系。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V211.47
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本文编号：1208045