本文關(guān)鍵詞：高溫環(huán)境下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性及舵面的顫振分析與研究

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【摘要】：自氣動(dòng)彈性的相關(guān)概念于20世紀(jì)30年代提出以來(lái),飛行器的氣動(dòng)彈性問(wèn)題一直受到各領(lǐng)域的科學(xué)研究人員及工程師的廣泛關(guān)注。隨著飛行器速度的不斷增加,氣動(dòng)加熱問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重,迫切需要進(jìn)行高溫環(huán)境下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性及氣動(dòng)彈性特性的研究。本文首先對(duì)簡(jiǎn)單鈦合金結(jié)構(gòu)在熱環(huán)境下的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行試驗(yàn)研究,并利用有限元軟件MSC.PATRAN/NASTRAN對(duì)進(jìn)行仿真分析,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,利用0維彈簧阻尼單元對(duì)有限元模型的邊界條件進(jìn)行修正,獲得了與實(shí)驗(yàn)結(jié)果更吻合的仿真計(jì)算模型,據(jù)此考察了結(jié)構(gòu)沿厚度和軸向同時(shí)存在溫度梯度的情況下,材料屬性和熱應(yīng)力對(duì)各階模態(tài)的影響。然后,對(duì)三種不同約束下的鋁板和雙邊固支約束下的TPS復(fù)合板在單側(cè)加熱條件下進(jìn)行熱模態(tài)試驗(yàn)與有限元分析,研究高溫環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的影響,同時(shí)驗(yàn)證了邊界條件修正結(jié)果的合理性。之后,對(duì)舵面結(jié)構(gòu)在常溫下進(jìn)行氣動(dòng)彈性仿真分析,研究材料屬性、飛行高度以及飛行速度對(duì)結(jié)構(gòu)顫振特性的影響。最后,對(duì)軸端固支約束的舵面結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱模態(tài)試驗(yàn),并對(duì)帶有修正邊界的有限元模型進(jìn)行仿真計(jì)算,將三種不同溫度分布情況下的熱剛度矩陣導(dǎo)入氣動(dòng)彈性分析模塊中進(jìn)行舵面的氣動(dòng)彈性分析,考察不同的溫度分布對(duì)軸端固支和根部固支兩種不同約束方式下舵面的氣動(dòng)彈性特征的影響,確定了臨界顫振速度變化率與彎扭頻率差的變化率之間的線性關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：V211.47
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本文編號(hào)：1208045