【摘 要】
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高超声速飞行器飞行过程中由于气流阻滞会遭受强烈的气动加热,产生的热环境对结构的热颤振特性影响显著.热颤振问题对飞行器结构的稳定性分析和包括了气动、结构、控制和推进
【机 构】
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西北工业大学,陕西西安,710072
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高超声速飞行器飞行过程中由于气流阻滞会遭受强烈的气动加热,产生的热环境对结构的热颤振特性影响显著.热颤振问题对飞行器结构的稳定性分析和包括了气动、结构、控制和推进等分系统的多学科优化设计有着重要的影响.热环境通过对结构固有振动特性的影响来影响热颤振特性,热环境对结构固有振动特性的影响主要表现在两个方面:(1)热环境会使结构材料的弹性模量等固有力学属性发生显著地改变;(2)同时热环境会在结构内部产生不均匀的热应力,从而使得结构发生局部刚化或柔化,改变结构的刚度分布.本文首先提出了一种高效的气动加热环境下颤振分析的耦合方法与计算流程,然后对非定常气动力、气动加热和结构温度场计算方法分别进行了研究,最后利用计算得到的结构热模态参数对典型导弹曲线上翼面结构的热颤振特性进行了预测,得到了翼面结构热颤振临界动压随加热时间的变化曲线,探究了热环境中温度和热应力两个重要要素对颤振临界动压的影响,为高速飞行器设计与校核工作提供了一种简单高效的数值分析手段.
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