高速飛行器在大氣層中執(zhí)行任務(wù)時(shí),其結(jié)構(gòu)將承受氣動(dòng)載荷和氣動(dòng)加熱,而氣動(dòng)加熱將給結(jié)構(gòu)力學(xué)行為帶來(lái)眾多不利影響。一方面,氣動(dòng)加熱使結(jié)構(gòu)的彈性屬性（如楊氏模量）顯著降低,進(jìn)而降低結(jié)構(gòu)材料的承載能力。另一方面,結(jié)構(gòu)邊界約束會(huì)限制材料熱膨脹,產(chǎn)生熱應(yīng)力,進(jìn)而降低結(jié)構(gòu)的抗屈曲能力,并使結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性發(fā)生顯著變化。因此,對(duì)高溫環(huán)境下梁、板結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的研究有助于理解和揭示熱環(huán)境下飛行器結(jié)構(gòu)所呈現(xiàn)的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)行為。本文采用線性和非線性有限元建模技術(shù)對(duì)熱環(huán)境下的梁、板結(jié)構(gòu)建模,對(duì)非定常高溫環(huán)境下的梁、板的熱彈性動(dòng)力學(xué)正問(wèn)題和反問(wèn)題進(jìn)行研究。論文的主要內(nèi)容和學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)如下:1.在時(shí)變溫度場(chǎng)中,建立了含軸向彈性支撐的細(xì)長(zhǎng)梁和含面內(nèi)彈性支撐的矩形薄板的熱振動(dòng)有限元模型�；跁r(shí)變自回歸（TVAR）模型,提出一種識(shí)別溫度變化條件下結(jié)構(gòu)時(shí)變模態(tài)參數(shù)的方法。在該方法中,結(jié)合BIC準(zhǔn)則和灰色關(guān)聯(lián)度分析,確定TVAR模型階數(shù)和基函數(shù)維數(shù)。針對(duì)多種類型的非定常加熱環(huán)境,采用該方法識(shí)別了上述細(xì)長(zhǎng)梁和矩形薄板的時(shí)變模態(tài)參數(shù),研究了方法的有效性。2.針對(duì)非定常熱環(huán)境中的彈性結(jié)構(gòu),考慮時(shí)變的材料屬性和熱應(yīng)力,提出了一種識(shí)別結(jié)構(gòu)溫變... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：128 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 熱彈性梁、板建模與分析研究現(xiàn)狀
    1.3 時(shí)變模態(tài)參數(shù)識(shí)別研究現(xiàn)狀
        1.3.1 時(shí)頻分析法
        1.3.2 時(shí)域分析方法
    1.4 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型修正研究現(xiàn)狀
    1.5 結(jié)構(gòu)熱模態(tài)試驗(yàn)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.5.1 國(guó)外結(jié)構(gòu)熱模態(tài)試驗(yàn)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.5.2 國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)熱模態(tài)試驗(yàn)技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.6 本文的主要研究工作及內(nèi)容安排
第二章 熱彈性梁、板動(dòng)力學(xué)分析與時(shí)變模態(tài)參數(shù)識(shí)別
    2.1 引言
    2.2 熱彈性梁動(dòng)力學(xué)建模
        2.2.1 兩端不可移動(dòng)簡(jiǎn)支梁
        2.2.2 端部可移動(dòng)簡(jiǎn)支梁
        2.2.3 有限元法則
    2.3 熱彈性板動(dòng)力有限元建模
    2.4 時(shí)變模態(tài)參數(shù)識(shí)別
        2.4.1 時(shí)間序列模型
        2.4.2 時(shí)變自回歸模型
        2.4.3 定階與定維
        2.4.4 模態(tài)參數(shù)的提取
    2.5 數(shù)值仿真
        2.5.1 算例 1. 熱彈性梁
        2.5.2 算例 2. 熱彈性板
    2.6 小結(jié)
第三章 基于模型修正方法的熱彈性參數(shù)辨識(shí)
    3.1 引言
    3.2 問(wèn)題描述
    3.3 粒子群優(yōu)化方法簡(jiǎn)介
    3.4 基于FEMU的識(shí)別方法
        3.4.1 參考溫度環(huán)境下的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)
        3.4.2 非定常溫度環(huán)境下的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)
        3.4.3 基于PSO-FEMU的識(shí)別方法
    3.5 數(shù)值驗(yàn)證
        3.5.1 模型描述
        3.5.2 熱模態(tài)分析
        3.5.3 參考溫度環(huán)境下的熱彈性參數(shù)辨識(shí)
        3.5.4 非定常溫度環(huán)境下的熱彈性參數(shù)辨識(shí)
    3.6 小結(jié)
第四章 熱彈性梁動(dòng)力特性及模型修正的實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 引言
    4.2 基于代理模型的熱結(jié)構(gòu)有限元模型修正
        4.2.1 優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)
        4.2.2 Kriging代理模型
        4.2.3 基于Kriging代理模型和粒子群優(yōu)化的有限元模型修正
    4.3 懸臂梁熱模態(tài)試驗(yàn)
        4.3.1 高溫懸臂梁振動(dòng)試驗(yàn)方案
        4.3.2 第一組和第二組試驗(yàn)
        4.3.3 第三組試驗(yàn)
        4.3.4 第四組試驗(yàn)
    4.4 懸臂梁有限元模型修正
        4.4.1 有限元仿真與Kriging代理建模
        4.4.2 熱彈性梁模型修正步驟一
        4.4.3 熱彈性梁模型修正步驟二
        4.4.4 熱彈性梁模型修正步驟三
    4.5 小結(jié)
第五章 非線性熱彈性梁動(dòng)力學(xué)特性分析
    5.1 引言
    5.2 基于ANCF描述的縮減梁?jiǎn)卧?br>    5.3 基于ANCF描述的熱彈性縮減梁?jiǎn)卧?br>    5.4 動(dòng)力學(xué)方程求解算法
    5.5 基于ANCF描述的熱彈性梁模態(tài)分析
    5.6 基于ANCF描述的熱彈性梁屈曲分析
        5.6.1 特征值（線性）屈曲分析
        5.6.2 非線性屈曲分析
    5.7 數(shù)值算例
        5.7.1 算例 1. 懸臂梁大變形及屈曲分析
        5.7.2 算例 2. 雙簡(jiǎn)支熱彈性梁前屈曲以及后屈曲行為
        5.7.3 算例 3. 熱彈性梁非線性動(dòng)響應(yīng)及識(shí)別
    5.8 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文主要工作與貢獻(xiàn)
    6.2 未來(lái)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]典型金屬熱防護(hù)結(jié)構(gòu)的模態(tài)實(shí)驗(yàn)和熱振動(dòng)特性仿真分析[D]. 楊學(xué)良.南京航空航天大學(xué) 2012
[2]熱效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)固有振動(dòng)特性影響研究[D]. 王宏宏.南京航空航天大學(xué) 2009
[3]基于Hilbert-Huang變換和局部均值分解的時(shí)變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別[D]. 宋斌華.中南大學(xué) 2009
[4]Hilbert-Huang變換及其在線性時(shí)變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別中的應(yīng)用[D]. 劉建軍.中南大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3489607