【摘 要】
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AGARD WING445.6机翼是国际上常用的检验颤振计算方法和程序的一个标准模型,以其中3号弱刚度模型为基准,首先采用有限元建模还原了AGARD WING445.6机翼3号弱刚度模型的仿真作为模型设计基准.然后根据国内暂冲式增压风洞的速压范围,采用结构动力学相似原理设计、制作了AGARD WING445.6机翼的相似颤振标模并进行了频率试验.采用MSC/NASTRAN对基准模型和完成的相似颤振
【机 构】
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大连理工大学运载工程与力学学部航空航天学院,大连 116023 中航工业沈阳飞机设计研究所,沈阳
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AGARD WING445.6机翼是国际上常用的检验颤振计算方法和程序的一个标准模型,以其中3号弱刚度模型为基准,首先采用有限元建模还原了AGARD WING445.6机翼3号弱刚度模型的仿真作为模型设计基准.然后根据国内暂冲式增压风洞的速压范围,采用结构动力学相似原理设计、制作了AGARD WING445.6机翼的相似颤振标模并进行了频率试验.采用MSC/NASTRAN对基准模型和完成的相似颤振标模进行了模态分析和颤振计算,结果表明AGARD WING445.6相似颤振标模频率、模态基本、颤振特性与原基准基本匹配,满足在国内暂冲式增压风洞进行颤振试验的要求.
其他文献
采用CFD/CSD/CTD耦合及分段求解的方法,利用基于N-S方程的CFD程序和ANSYS相结合,研究了翼面模型在高超声速流场中的瞬态加热问题,以及加热过程中结构力学特性和气动弹性特性随时间的变化规律.结果表明,翼面经过一段时间的加热最终达到热平衡状态,其中在初始阶段升温较快,之后趋于平缓.结构的模态频率随时间逐渐下降,初始阶段下降较快,之后逐渐趋于热配平后的模态,而其颤振速度也呈现同样的变化趋势
针对地面试验中舵面偏转引起速率陀螺高频振荡问题,从带舵面弹性系统运动方程出发,比较了气动伺服弹性方程与航天控制系统设计方程的差异,并基于MATLAB/simulink工具提出一种伺服弹性耦合稳定性分析方法,以导弹的俯仰通道为例,建立了给定角速率下舵面偏转仿真模型,其中弹体传递函数包括刚体模态、弹性一阶弯曲、舵面偏转,分析了弹体舵面模态和作动器饱和陷幅非线性对速率陀螺输出的影响.仿真得到的速率陀螺阶
现代飞机要求远程打击能力,飞机外挂武器逐渐向重型化发展,重外挂武器飞机颤振特性问题日趋显现.本文以某型飞机3、4挂点挂装重外挂导弹为研究对象,得到导弹重心对颤振特性的显著影响,并以颤振发生极端情况为基础,分别通过调整3、4挂点悬挂系统俯仰刚度、7、8挂点武器重量,来抑制飞机颤振发生.同时提出导弹反对称俯仰模态、机翼反对称弯曲模态的颤振影响规律,结果为该型飞机重外挂武器颤振特性研究提供有效参考.
本文分别采用Nastran、ZAERO、ANSYS Workbench三种流固耦合软件对AGARD445.6机翼的颤振边界进行了分析.将计算结果与试验数据对比研究,并比较三种软件的优缺点.结果表明:其中ZAERO软件计算结果最准确,对“跨音速凹坑”以及Ma=1.141状态的颤振边界均有较高的预测精度;Nastran对“跨音速凹坑”的模拟精度有一定缺陷,但是其计算消耗最小,然而ZAERO和Nastr
本文主要研究了基于结构优化方法的动力学模型的修正技术,论述了使用RSM近似建模技术的优化模型的构建方法.通过对某机翼有限元模型的计算分析,建立RSM近似模型,使用两种不同的优化策略对机翼有限元模型动力学的动力学参数进行了修正.结果表明,在满足结构频率约束和颤振速度约束的前提下,结构重量得到了大幅度的降低,通过采用近似建模技术的结构优化方法在飞行器概念设计阶段的应用具有积极意义.
针对高性能无人机概念、初步设计阶段的气动弹性结构优化设计问题,分别提出了基于等效简化模型和Kriging代理模型的快速优化设计方法.等效模型采用复合梁简化方法将三维结构简化为二维平板结构,可以在概念设计阶段实现快速建模分析、优化设计、方案验证及修改;针对初步设计阶段所使用的三维结构模型,将Kriging代理模型与气动弹性优化方法相结合,在保证结果准确性的基础之上,提高了优化的效率,缩短了设计周期.
针对带有四块操纵面的大展弦比机翼,建立结构有限元模型和非定常气动力网格,进行了动力学特性分析及亚音速不可压流下的颤振特性分析.通过改变操纵面质量特性和操纵刚度,对不同展向位置的操纵面参数变化的影响进行了具体研究.经分析,当外侧操纵面质量较大且操纵刚度较低时,易发生临界点很低的操纵面旋转型颤振,在初步设计阶段应通过操纵面参数化设计避免这种危险情况的出现。
本文利用粒子群/分形混合算法,结合Kriging代理模型,对大展弦比复合材料机翼进行气动弹性优化研究.在满足强度、位移、颤振速度等约束条件下,以铺层厚度、横截面积等作为设计变量,对机翼的结构质量进行优化.研究表明:使用粒子群/分形混合算法进行气动弹性优化能在可接受的计算消耗下得到满意的结果,结合Kriging代理模型能大幅减少计算耗费,提高计算效率,具备良好的工程实用性。
为了得到同批次或者状态相近的飞机翼面颤振速度的快速评估,提出了利用响应面代替有限元的方法.利用动力模型的关键参数构建多项式响应面模型,用最小二乘法确定多项式系数并检验拟合精度.以某型飞机全动翼面为算例,建立高阶多项式响应面模型,抽样检查结果表明基于响应面法的模型颤振速度快速评估能满足工程精度需要,并且在外场、部队等不具备有限元计算条件的地方均可完成评估。
大型水陆两栖飞机具有适应性强、用途广泛等独特优势,应用前景广阔.由于其特殊的布局形式和使用模式,大型水陆两栖飞机气动弹性设计过程中遇到了诸多问题.本文根据国内外各型飞机的研制经验,对这些问题进行了详细描述,包括发动机系统旋转颤振、T型尾翼颤振、静气动弹性修正、突风动态响应、灭火投水响应、破损安全设计等,以期为大型水陆两栖飞机的气动弹性设计提供参考.