机翼几何非线性颤振风洞模型设计及地面振动试验

发布时间：2021-02-10 16:29

　　近些年来,高空、长航时无人机在军民用领域都得到了广泛的应用。这类无人机的机翼大多具有结构质量轻、结构柔度大、展弦比大的特点,导致机翼在气动载荷作用下会产生较大变形,相较未变形状态存在明显几何差异,因此导致传统的基于线性假设的气动弹性分析方法不再适用。另一方面,虽然结构变形较大,但其内部的应变仍是微小的,应力-应变关系仍为线性。这种“大位移”、“小应变”的特点,就是一种结构几何非线性问题。几何非线性效应对大展弦比机翼气动弹性的影响是当前理论研究的热点,对于梁式结构机翼,可以将其假设为一根弹性梁,采用非线性梁理论与气动力模型耦合可以对其进行气动弹性分析。但对于复杂结构机翼,这种完全非线性的分析方法很难适用,可以利用在静平衡位置处动力学线性化的方法对其进行非线性气动弹性分析。除了理论方法的研究,风洞试验对观察和研究大变形下非线性气动弹性的现象、机理以及验证理论方法的准确性也有着至关重要的作用。首先,利用在静平衡位置处进行动力学线化的方法,结合定常\非定常气动力计算的涡格法、偶极子格网法建立了考虑几何非线性的机翼颤振分析方法。利用这种方法分析了机翼承载后产生的大变形引起的几何非线性效应对机翼固... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 几何非线性气动弹性问题研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 机翼几何非线性颤振分析方法
    2.1 引言
    2.2 非线性动力学建模的H-D方程
        2.2.1 系统应变能
        2.2.2 系统动能
        2.2.3 外力所做虚功
        2.2.4 运动微分方程
    2.3 基于动力学线化方法的几何非线性颤振分析
    2.4 大展弦比机翼的几何非线性效应
        2.4.1 机翼模型
        2.4.2 几何非线性对机翼固有振动特性的影响
        2.4.3 几何非线性颤振分析
    2.5 本章小结
3 机翼几何非线性颤振风洞模型设计
    3.1 引言
    3.2 机翼模型
    3.3 线性分析
    3.4 非线性气动弹性分析
        3.4.1 静气动弹性特性
        3.4.2 固有振动特性
        3.4.3 颤振特性
    3.5 本章小结
4 风洞试验方案设计及地面振动试验
    4.1 引言
    4.2 总体设计要求
    4.3 风洞试验方案详细设计
        4.3.1 机翼风洞模型设计
        4.3.2 整流罩设计
    4.4 地面振动试验
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]大展弦比机翼几何非线性颤振风洞试验研究[J]. 曾惠华,刘钟坤.  装备环境工程. 2019(01)
[2]大展弦比柔性机翼气动弹性分析中的气动力方法研究进展[J]. 杨超,杨澜,谢长川.  空气动力学学报. 2018(06)
[3]大展弦比机翼气动弹性的几何非线性效应[J]. 付志超,陈占军,刘子强.  工程力学. 2017(04)
[4]考虑大变形的大展弦比机翼气动弹性优化设计[J]. 王斐,李秋彦,谢长川,孟杨.  四川理工学院学报(自然科学版). 2017(02)
[5]大展弦比柔性机翼气动弹性风洞模型设计与试验验证[J]. 谢长川,胡锐,王斐,刘燚,常楠.  工程力学. 2016(11)
[6]考虑几何非线性效应的大展弦比机翼气动弹性分析[J]. 杨智春,张惠,谷迎松,宋淼.  振动与冲击. 2014(16)
[7]柔性飞机非线性气动弹性与飞行动力学耦合静、动态特性[J]. 张健,向锦武.  航空学报. 2011(09)
[8]大展弦比飞机几何非线性气动弹性稳定性的线性化方法[J]. 谢长川,杨超.  中国科学:技术科学. 2011(03)
[9]大展弦比机翼的非线性气弹响应分析[J]. 冉玉国,刘会,张金梅,韩景龙.  空气动力学学报. 2009(04)
[10]大展弦比复合材料机翼的非线性颤振分析[J]. 刘湘宁,向锦武.  航空学报. 2006(02)

博士论文
[1]大展弦比机翼的非线性气动弹性响应研究[D]. 肖艳平.西南交通大学 2016
[2]大展弦比机翼气弹设计的某些关键问题研究[D]. 任智毅.南京航空航天大学 2013

硕士论文
[1]复杂连接特征下机翼-外挂系统的颤振研究[D]. 路涛骏.大连理工大学 2019
[2]考虑间隙非线性的全动舵面动气弹响应研究[D]. 陈香言.大连理工大学 2019
[3]大展弦比机翼的非线性气弹响应与颤振分析[D]. 于雷.南京航空航天大学 2005



本文编号：3027654