考虑间隙非线性的舵结构气动弹性分析

发布时间：2021-10-17 02:11

　　多年来,由于线性气弹理论的完备性,设计师们总是极力避免非线性的发生。然而非线性现象无处不在,在某些情况下,非线性效应对结构影响很大,甚至会起到关键影响。按照线性理论,结构超过临界颤振速度后响应会趋于无穷大,而在实际情况下,由于非线性的影响,结构会做等幅周期振荡,即极限环运动,飞行器主要由于疲劳问题造成结构破坏。因此,有必要通过非线性理论对其进行气动弹性分析。针对非线性气动弹性分析需求,本文建立了多自由度舵结构的动力学方程、基于时域辨识方法辨识结构非线性参数并通过了地面振动试验验证、建立非定常气动力时域快速计算模型,形成一套完整的间隙非线性结构气动弹性分析体系,为非线性颤振问题提供理论指导和技术支持。具体研究内容如下:运用固定界面模态综合法建立多自由度结构动力学方程,由双协调条件提取非线性内力项,获得含非线性因素的多自由结构非线性动力学模型。并通过算例进行模型的仿真与理论验证。通过固定界面模态综合法获得的结构的非线性动力学方程,基于Hilbert变换法分别获得结构阻尼、刚度随时间的变化,从而获得对应的响应-回复力关系,由优化算法拟合非线性参数。经过自研含间隙非线性舵结构仿真,验证辨识方法... 

【文章来源】：中国运载火箭技术研究院北京市

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 动态子结构法
        1.2.2 间隙非线性辨识
        1.2.3 非线性气动弹性结构建模
    1.3 论文的研究内容
2 考虑间隙非线性的舵结构动力学建模
    2.1 固定界面模态综合法基本理论
    2.2 基于双协调固定界面模态综合法的间隙非线性建模方法
    2.3 数值算例
        2.3.1 线性弹体-舵面连接结构
        2.3.2 舵面根部含非线性结构
        2.3.3 自研含间隙非线性舵结构
    2.4 本章小结
3 非线性参数的HILBERT时域辨识法
    3.1 Hilbert时域辨识法原理
    3.2 数值算例
    3.3 本章小结
4 间隙非线性结构地面振动试验
    4.1 含间隙非线性自研舵结构地面振动试验
        4.1.1 试验结构描述
        4.1.2 模态特性试验
        4.1.3 结构参数辨识试验
        4.1.4 非线性参数辨识
    4.2 空气舵结构刚度参数辨识试验研究
        4.2.1 试验结构描述
        4.2.2 模态特性试验
        4.2.3 结构参数辨识试验
        4.2.4 参数辨识
    4.3 本章小结
5 含间隙非线性舵结构气动弹性分析
    5.1 含间隙非线性舵结构气动弹性建模
    5.2 空气舵结构气动弹性分析
        5.2.1 线性舵结构气动弹性响应研究
        5.2.2 含间隙舵结构气动弹性响应分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
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]一种用于多自由度非线性间隙值识别的改进恢复力曲线方法[J]. 刘杰,李兵,韩罗峰,权双璐,何安琦.  机械工程学报. 2016(14)
[2]带集中非线性的机翼气动弹性问题研究进展[J]. 杨智春,田玮,谷迎松,贺顺.  航空学报. 2016(07)
[3]动态子结构方法在全箭动特性分析中的应用研究[J]. 张忠,韩丽,任方,李海波,秦朝红.  载人航天. 2014(03)
[4]捆绑式运载火箭的一体化模型降阶[J]. 张茜,刘盼,蔡国平.  导弹与航天运载技术. 2012(05)
[5]地面颤振模拟试验中的非定常气动力模拟[J]. 许云涛,吴志刚,杨超.  航空学报. 2012(11)
[6]大变形状态机翼振动试验与气动弹性分析[J]. 张新榃,吴志刚,杨超.  航空工程进展. 2010(01)
[7]控制面间隙对非线性二元机翼气动弹性响应的影响[J]. 李道春,向锦武.  航空学报. 2009(08)
[8]间隙非线性气动弹性颤振控制[J]. 李道春,向锦武.  北京航空航天大学学报. 2007(06)
[9]对接机构非线性物理参数辨识方法[J]. 闵建琴,陆秋海,葛东云,邹怀武,肖余之.  工程力学. 2006(11)
[10]带迟滞非线性环节二元机翼的气动弹性响应分析[J]. 谷迎松,杨智春.  机械科学与技术. 2006(08)

博士论文
[1]高超声速飞行器机翼非线性颤振研究[D]. 钮耀斌.国防科学技术大学 2013

硕士论文
[1]地面颤振试验系统动力学建模与控制仿真技术研究[D]. 高博.中国航天科技集团公司第一研究院 2018
[2]超音速、高超音速非线性气动弹性问题研究[D]. 张伟伟.西北工业大学 2004



本文编号：3440914