复杂连接特征下机翼-外挂系统的颤振研究

发布时间：2020-06-18 21:21

【摘要】：机翼-外挂系统的气动弹性问题影响现代飞机的飞行动力学特性,某些机翼外挂构型严重影响飞机的颤振特性,导致飞机的颤振速度明显降低,影响飞机的正常作战或作业性能。当机翼或机翼-外挂系统具有非线性特征时,在飞行过程中流动气流和自身结构相互作用,会在颤振临界速度之前产生周期一定的等幅振荡且不会发散的现象,即极限环振荡(LCO)。这种现象影响飞机的稳定性,甚至引起结构破坏。因此,弄清机翼-外挂系统的动力学及气动弹性特性问题,尤其是具有非线性特征的机翼-外挂系统的气动弹性问题,是一项很有价值的科研课题。本文针对外挂物俯仰连接刚度特性,研究复杂连接特征下机翼-外挂系统的颤振特性,主要研究内容如下:第一部分,推导机翼-外挂系统的非定常气动弹性分析方法,包括线性非定常气动弹性分析方法和非线性气动弹性分析方法,为本文颤振风洞试验模型的设计、仿真、制作和试验提供理论依据。第二部分,提出一种考虑外挂物俯仰间隙非线性的机翼-外挂系统颤振风洞试验模型设计方法,进而完成该种风洞模型设计。通过设计方法说明了机翼-外挂系统颤振风洞试验模型的组成及其质量、刚度、尺寸属性,各部件之间的连接形式,分析了外挂物俯仰连接间隙非线性结构的工作原理。根据结构设计制成实物模型,进行地面振动试验,测得模型基本模态频率及振型,作为仿真计算的参考及颤振风洞试验的基础。第三部分,根据机翼-外挂系统结构设计及颤振风洞试验模型,应用MSC.Nastran/Patran软件建立了该结构系统的有限元仿真模型,进行了结构动力学分析及颤振计算。综合分析外挂物俯仰连接刚度对机翼-外挂系统线性状态的颤振特性的影响。第四部分,分别针对机翼-外挂线性连接状态和俯仰间隙非线性状态进行了颤振风洞试验,同时进行外挂物俯仰刚度变参数和俯仰间隙大小变参数试验。根据试验现象探究外挂物俯仰间隙非线性对机翼-外挂系统的颤振特性的影响,及变参数影响。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V215.34

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