間隙非線性是一種集中非線性,廣泛存在于副翼、襟翼和升降舵等飛行器操縱系統(tǒng)中。間隙的存在不僅會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一系列的非線性動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,更會(huì)影響飛行器的氣動(dòng)彈性,從而降低操縱穩(wěn)定性。工程實(shí)踐中往往忽略間隙的影響并按照線性方法進(jìn)行分析,這無(wú)疑對(duì)制造和安裝精度提出了更高的要求,而且得到的結(jié)果也過(guò)于保守,不利于飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步優(yōu)化。因此,在建模過(guò)程中有必要將間隙因素加入考慮。同時(shí),隨著飛行器速度的提升,氣動(dòng)加熱變得更加嚴(yán)重,這會(huì)降低結(jié)構(gòu)的剛度,危害顫振穩(wěn)定性,所以還需要在建模過(guò)程中引入溫度場(chǎng)。本文以導(dǎo)彈的折疊舵面為對(duì)象,研究熱場(chǎng)和間隙的共同作用對(duì)結(jié)構(gòu)地面振動(dòng)特性和氣動(dòng)彈性的影響規(guī)律。首先針對(duì)折疊舵面內(nèi)、外舵鉸接處存在的間隙對(duì)地面振動(dòng)響應(yīng)的影響及間隙處的非線性建模方法展開(kāi)研究。先通過(guò)錘擊實(shí)驗(yàn)獲得結(jié)構(gòu)的線性模態(tài)特性,為后續(xù)理論建模提供驗(yàn)證支撐,接著通過(guò)振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)激勵(lì)獲取存在間隙時(shí)結(jié)構(gòu)的非線性特征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明間隙會(huì)使結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)產(chǎn)生諸多非線性現(xiàn)象,如正反向掃描差異、跳躍、多諧波及頻率漂移。非線性的影響主要體現(xiàn)在一階彎曲模態(tài)上,激勵(lì)量級(jí)的增大和間隙的減小均會(huì)使基頻增大,且逐漸趨向于無(wú)間隙的結(jié)果,... 

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F-117顫振事故[2]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文，如產(chǎn)生多諧波、跳躍、正反向掃描差異及頻率漂移等非線的飛行條件下引發(fā)極限環(huán)和混沌[24]。實(shí)際工程中經(jīng)常通過(guò)隙，降低非線性的影響，從而利用線性方法進(jìn)行分析。這種得到的顫振速度往往偏保守，據(jù)此設(shè)計(jì)出的飛行器結(jié)構(gòu)也很因此，研究間隙對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的影響并建立精準(zhǔn)的模型有

圖 1-7 典型的折疊翼結(jié)構(gòu)[25]、舵模型可分為二元模型和三元模型[26]。二元模型是一種等截面，弦向不發(fā)生彎曲變形，結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)僅由機(jī)翼剛心控制面的偏轉(zhuǎn)來(lái)描述，可以模擬機(jī)翼的彎曲和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，別于真實(shí)舵面，但其模型簡(jiǎn)單，通常用于各種非線性氣動(dòng)彈。Tang 和 Dowell[27]研究了受突風(fēng)激勵(lì)的非零攻角典型翼面響應(yīng)，并發(fā)現(xiàn)極限環(huán)的振蕩幅值對(duì)初始俯仰角很敏感。賈尚聲速含間隙二元機(jī)翼的氣動(dòng)彈性方程，并研究了彈體擾動(dòng)丁千[29]利用平均法解析地研究了俯仰和沉浮均具有間隙的。He 等[30]利用描述函數(shù)法研究了具有控制面間隙的二元翼鳴現(xiàn)象，并觀察到了雙極限環(huán)現(xiàn)象。Sazesh 和 Shams[31]利隙二元翼的顫振問(wèn)題。二元模型可以定性地研究間隙對(duì)氣在一個(gè)位置存在非線性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高超聲速飛行器氣動(dòng)彈性的近期進(jìn)展與發(fā)展展望[J]. 葉正寅,孟憲宗,劉成,葉柳青.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
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[9]1200℃高溫環(huán)境下板結(jié)構(gòu)熱模態(tài)試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[J]. 吳大方,王岳武,商蘭,蒲穎,王懷濤.  航空學(xué)報(bào). 2016(06)
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博士論文
[1]高溫環(huán)境下復(fù)合材料夾層板振動(dòng)特性與模態(tài)試驗(yàn)技術(shù)研究[D]. 白云鶴.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]局部非線性結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)計(jì)算與試驗(yàn)辨識(shí)研究[D]. 王興.清華大學(xué) 2016
[3]高超聲速飛行器機(jī)翼非線性顫振研究[D]. 鈕耀斌.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013



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