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

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【摘要】：自氣動彈性的相關(guān)概念于20世紀(jì)30年代提出以來,飛行器的氣動彈性問題一直受到各領(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,氣動加熱問題越來越嚴(yán)重,迫切需要進(jìn)行高溫環(huán)境下結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特性及氣動彈性特性的研究。本文首先對簡單鈦合金結(jié)構(gòu)在熱環(huán)境下的動力學(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)果更吻合的仿真計算模型,據(jù)此考察了結(jié)構(gòu)沿厚度和軸向同時存在溫度梯度的情況下,材料屬性和熱應(yīng)力對各階模態(tài)的影響。然后,對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)境對結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性的影響,同時驗(yàn)證了邊界條件修正結(jié)果的合理性。之后,對舵面結(jié)構(gòu)在常溫下進(jìn)行氣動彈性仿真分析,研究材料屬性、飛行高度以及飛行速度對結(jié)構(gòu)顫振特性的影響。最后,對軸端固支約束的舵面結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱模態(tài)試驗(yàn),并對帶有修正邊界的有限元模型進(jìn)行仿真計算,將三種不同溫度分布情況下的熱剛度矩陣導(dǎo)入氣動彈性分析模塊中進(jìn)行舵面的氣動彈性分析,考察不同的溫度分布對軸端固支和根部固支兩種不同約束方式下舵面的氣動彈性特征的影響,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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V211.47
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本文編號：1208045