【摘 要】
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高速列车广泛采用壁板结构以实现其流线型设计，这些结构暴露在气流中会与气流产生强烈的耦合振动.壁板在气流中的振动问题属于典型的低亚音速气动弹性问题(马赫数约为0.3)，相关的研究主要集中在壁板失稳及其失稳后的非线性动力特性两方面.本文针对悬臂壁板的非线性颤振问题进行理论及试验研究，以期揭示壁板等这类柔性结构的气动失稳及非线性动力特性.基于二元机翼理论获得了单侧受流壁板上的时变气动力.考虑壁板的轴向不
【机 构】
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西南交通大学力学与工程学院,成都 610031
【出 处】
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第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议
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高速列车广泛采用壁板结构以实现其流线型设计，这些结构暴露在气流中会与气流产生强烈的耦合振动.壁板在气流中的振动问题属于典型的低亚音速气动弹性问题(马赫数约为0.3)，相关的研究主要集中在壁板失稳及其失稳后的非线性动力特性两方面.本文针对悬臂壁板的非线性颤振问题进行理论及试验研究，以期揭示壁板等这类柔性结构的气动失稳及非线性动力特性.基于二元机翼理论获得了单侧受流壁板上的时变气动力.考虑壁板的轴向不可压缩性及大变形运动，基于哈密尔顿能量建立了壁板运动非线性偏微分方程.采用迦辽金方法对该非线性方程进行离散.对系统进行了稳定性分析获得了失稳临界速度，数值研究了系统失稳后的非线性特性.基于理论分析设计了单侧受流壁板气动模型并进行了风洞吹风试验.试验风洞为Φ=1.2m的开口式风洞，壁板模型采用薄铜板(300mm×450mm)，采用非接触式Polytec激光测振仪采集壁板的振动速度，记录风速连续升高及降低两个过程中壁板振动速度的幅值.理论及试验结果均表明：1.壁板发生了二阶单模态颤振失稳，试验测得的壁板阵型如图1所示；2.系统颤振失稳后处于极限环运动；3.极限环运动幅值随气流速度的增加而增加，如图2所示.但理论分析并未发现试验中的壁板振动幅值的跳跃现象，即极限环的分叉现象，如图2所示.相关的试验结果对进一步完善理论研究有重要的指导意义.
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