大展弦比复合材料机翼几何非线性静气动弹性研究 被引量：2

1

作者 张宝升 王军利 +2 位作者 刘志远 李金洋 冯钰茹 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第4期78-86,共9页

气动弹性研究对机翼稳定性提高具有极其重要的意义,目前大尺寸大展弦比复合材料机翼在气动力作用下,会产生较大的弯曲扭转变形,使得几何非线性静气动弹性问题更加突出,导致该类型飞机稳定性大大降低,严重影响飞行安全。基于CFD/CSD双向... 气动弹性研究对机翼稳定性提高具有极其重要的意义,目前大尺寸大展弦比复合材料机翼在气动力作用下,会产生较大的弯曲扭转变形,使得几何非线性静气动弹性问题更加突出,导致该类型飞机稳定性大大降低,严重影响飞行安全。基于CFD/CSD双向耦合方法,考虑几何非线性影响,采用N-S控制方程求解大变形下的气动载荷,通过Newton-Raphson迭代法求解非线性结构平衡方程,对大展弦比复合材料机翼大变形几何非线性静气动弹性问题进行了数值分析;通过仿真分析,得到攻角和马赫数对大展弦比复合材料机翼几何非线性静气动弹性变形的结构变化规律,并重点分析这种气动弹性变形对该型机翼的纵向气动特性变化的影响程度。 展开更多

关键词 大展弦比复合材料机翼 大变形 几何非线性静气动弹性 CFD/CSD双向耦合 纵向气动特性 复合材料

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基于CFD/CSD耦合的结构几何非线性静气动弹性数值方法研究 被引量：13

2

作者 聂雪媛 黄程德 杨国伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期48-53,共6页

柔性飞行器在气动力作用下会发生大变形,产生结构几何非线性,线性小变形方法难以获得准确的气动弹性分析结果。基于RANs的三维N-S流场控制方程耦合非线性结构静力学方程时域分析方法,用于考虑结构几何非线性的静气动弹性分析。该方法在... 柔性飞行器在气动力作用下会发生大变形,产生结构几何非线性,线性小变形方法难以获得准确的气动弹性分析结果。基于RANs的三维N-S流场控制方程耦合非线性结构静力学方程时域分析方法,用于考虑结构几何非线性的静气动弹性分析。该方法在结构静力学方程求解上采用非线性增量有限元方法进行迭代求解,考虑结构刚度矩阵随结构位形的变化,采用径向基函数方法实现气动/结构界面的数据交换和动网格变形。在建立某型宽体客机复材机翼三维有限元模型的基础上,对其静气动弹性进行了数值仿真,分析了线性结构和考虑结构几何非线性的结构在静气动弹性作用下翼面扭转、展向位移、垂向位移以及升力系数等物理量。算例结果表明,与线性结果相比,非线性结构由于结构几何非线性的影响,在展向和垂向变形上两者存在显著差异。为准确进行柔性结构的气动弹性分析,必须考虑结构几何非线性的影响。 展开更多

关键词 静气动弹性 结构几何非线性 柔性飞行器

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考虑几何非线性效应的大柔性太阳能无人机静气动弹性分析 被引量：13

3

作者 王伟 周洲 +1 位作者 祝小平 王睿 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期499-504,共6页

大柔性太阳能无人机在气动力的作用下产生较大的弯曲变形,引起气动载荷的重新分布及作用方向的改变,线性理论难以获得足够的精度。基于共旋转有限元理论,推导了几何非线性空间梁单元的切线刚度矩阵和内力求解格式,几何精确的描述了无人... 大柔性太阳能无人机在气动力的作用下产生较大的弯曲变形,引起气动载荷的重新分布及作用方向的改变,线性理论难以获得足够的精度。基于共旋转有限元理论,推导了几何非线性空间梁单元的切线刚度矩阵和内力求解格式,几何精确的描述了无人机机翼结构的几何非线性弹性变形;编写了空间共旋坐标有限元求解代码,利用计算流体力学软件FLUENT计算气动力,构造了流固耦合求解器;研究了类"太阳神"布局太阳能无人机几何大变形下的静气动弹性响应问题。研究结果表明:无人机受载变形后导致升阻比降低,翼尖弯曲变形为展长的13%时,升阻比降低4.2%,滚转力矩导数增加了300%,偏航力矩导数增加了350%;几何非线性效应改善了气动载荷在展向的分布,有利于机翼结构设计。研究工作对大柔性太阳能无人机的设计具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 几何非线性 CR理论 柔性结构 横航向稳定性 静气动弹性 太阳能无人机

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基于学习算法的结构大变形预测及气动弹性分析 被引量：1

4

作者 陈乔 安朝 +1 位作者 谢长川 杨超 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第3期943-952,共10页

大柔性飞行器在气动载荷作用下会产生较大的结构变形,动力学特性发生明显改变,准确的结构变形预测对大柔性飞行器设计及气动弹性仿真具有重要意义。几何非线性有限元等全阶结构模型仿真效率低,已有的非线性结构降阶模型(ROM)具有较高的... 大柔性飞行器在气动载荷作用下会产生较大的结构变形,动力学特性发生明显改变,准确的结构变形预测对大柔性飞行器设计及气动弹性仿真具有重要意义。几何非线性有限元等全阶结构模型仿真效率低,已有的非线性结构降阶模型(ROM)具有较高的仿真效率,但建立降阶模型的过程中需要大量样本数据。基于学习算法建立考虑几何非线性因素的大柔性结构静变形预测模型,利用均方根误差(RMSE)对该预测模型进行性能评估,论证几类学习算法在结构大变形预测中的适用性。结合结构大变形预测模型与曲面涡格法(VLM)提出一种新的几何非线性静气动弹性分析方法,兼顾计算精度与效率。采用所提方法计算单梁式机翼静气动弹性变形,对比仿真结果与风洞试验结果,表明所提方法计算精度及效率高,实际应用价值较大。 展开更多

关键词 几何非线性 机器学习 气动弹性 涡格法 结构大变形

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考虑几何非线性效应的大展弦比机翼气动弹性分析 被引量：7

5

作者 杨智春 张惠 +1 位作者 谷迎松 宋淼 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第16期72-75,共4页

针对飞机飞行过程中因受气动载荷作用、机翼几何非线性效应影响气动弹性稳定性,提出考虑结构大变形几何非线性效应的大展弦比机翼气动弹性特性分析方法。通过对MSC.Nastran软件二次开发实现该方法的计算流程。考虑大展弦比机翼几何大变... 针对飞机飞行过程中因受气动载荷作用、机翼几何非线性效应影响气动弹性稳定性,提出考虑结构大变形几何非线性效应的大展弦比机翼气动弹性特性分析方法。通过对MSC.Nastran软件二次开发实现该方法的计算流程。考虑大展弦比机翼几何大变形对气动面网格构型影响,在每个迭代步对气动面网格进行更新,求出大展弦比机翼在给定飞行状态下的静气动弹性变形,获得考虑机翼结构几何非线性效应的刚度矩阵,并进行机翼颤振特性分析。对大展弦比机翼模型进行气动弹性特性分析计算表明,与线性气动弹性分析结果相比,考虑机翼结构大变形几何非线性效应,机翼静气动弹性变形会影响机翼动力学特性,使机翼扭转频率明显下降,导致机翼几何非线性颤振速度低于线性颤振速度。 展开更多

关键词 几何非线性 大展弦比机翼 大变形 静气动弹性分析 非线性颤振

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一种几何大变形下的非线性气动弹性求解方法 被引量：13

6

作者 安效民 徐敏 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期97-104,共8页

非线性气动弹性的时域求解中,涉及到非线性的流体动力学(CFD)和非线性的结构动力学(CSD)耦合问题.基于Co-rotational理论,推导了三维壳单元几何非线性下的切线刚阵和内力公式,针对推进过程中的能量守恒,引入预估-校正推进格式,发展了一... 非线性气动弹性的时域求解中,涉及到非线性的流体动力学(CFD)和非线性的结构动力学(CSD)耦合问题.基于Co-rotational理论,推导了三维壳单元几何非线性下的切线刚阵和内力公式,针对推进过程中的能量守恒,引入预估-校正推进格式,发展了一种近似能量守恒的非线性动态响应算法;基于1/2时间步的交错耦合格式,结合带有几何守恒律的双时间推进求解雷诺平均N-S方程的求解器,发展了非线性气动弹性求解的高精度耦合格式.通过结构几何大变形下的静力和动力分析验证了所发展的结构非线性求解器,并通过AGARD445.6机翼的非线性气动弹性响应分析,说明了所发展耦合求解方法的实用性. 展开更多

关键词 非线性气动弹性 几何非线性 流固耦合 CFD/CSD耦合 CR理论

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鱼骨柔性翼段线性/非线性静气动弹性对比分析 被引量：2

7

作者 冒森 杨超 +1 位作者 谢长川 陈智盈 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1299-1310,共12页

鱼骨柔性翼作为一种性能优越的主动变弯度机翼机构形式,具有弦向抗弯刚度低、翼型厚度方向刚度高的特点,其在进行大弯度主动变形时结构存在较强的几何非线性且气动弹性效应显著。针对传统线性静气动弹性分析方法并不适用于鱼骨柔性翼段... 鱼骨柔性翼作为一种性能优越的主动变弯度机翼机构形式,具有弦向抗弯刚度低、翼型厚度方向刚度高的特点,其在进行大弯度主动变形时结构存在较强的几何非线性且气动弹性效应显著。针对传统线性静气动弹性分析方法并不适用于鱼骨柔性翼段的气动弹性分析问题,以Bristol大学的公开鱼骨柔性翼段模型为研究对象,采用曲面涡格法(VLM)和非线性有限元耦合的非线性静气动弹性方法,以及传统气动弹性分析中常用的平面涡格法和线性有限元耦合的线性静气动弹性方法,分别对鱼骨柔性翼段进行大变形下的静气动弹性分析,并进行结果对比。对比验证了所用曲面涡格法与XFOIL软件气动计算结果。算例结果表明:鱼骨柔性翼段大变形下气动弹性效应显著,相比传统线性静气动弹性分析方法,非线性静气动弹性分析方法得到的鱼骨柔性翼段在大变形状态下升力系数最多减少8.28%,力矩系数最多减少6.86%,且能准确快速得到真实变形结果,更具有实际工程应用价值。 展开更多

关键词 鱼骨柔性翼段 几何非线性 曲面涡格法(VLM) 结构大变形 静气动弹性分析

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太阳能无人机机翼几何非线性气动弹性分析 被引量：2

8

作者 胡志勇 尤伍 张健 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2019年第2期1-6,共6页

以大展弦比机翼为研究对象,结合几何非线性结构有限元建模方法与非线性气动力计算技术,提出了一种利用插值技术求解几何非线性气动弹性问题的方法。并以某太阳能无人机机翼缩比模型为例进行计算分析以及试验研究。研究结果表明:提出的... 以大展弦比机翼为研究对象,结合几何非线性结构有限元建模方法与非线性气动力计算技术,提出了一种利用插值技术求解几何非线性气动弹性问题的方法。并以某太阳能无人机机翼缩比模型为例进行计算分析以及试验研究。研究结果表明:提出的方法得到非线性颤振解与常规方法得到的计算结果基本一致,但应用此方法后,不仅计算效率成倍提高,而且能规避常规方法中由于计算工况设定不合理可能导致的严重计算偏差。 展开更多

关键词 太阳能无人机 几何非线性 气动弹性 风洞试验

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适用于几何非线性气动弹性分析的结构动力学降阶模型方法研究 被引量：1

9

作者 张兵 汪启航 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期885-892,共8页

几何非线性是壁板颤振和大展弦比机翼气动弹性等问题的一个主要特征,在进行数值仿真分析时往往需要采用商业非线性有限元求解器,存在计算量大和耦合迭代策略不易控制等问题。本文发展了一种适用于几何非线性的结构动力学降阶模型(CSD-RO... 几何非线性是壁板颤振和大展弦比机翼气动弹性等问题的一个主要特征,在进行数值仿真分析时往往需要采用商业非线性有限元求解器,存在计算量大和耦合迭代策略不易控制等问题。本文发展了一种适用于几何非线性的结构动力学降阶模型(CSD-ROM),利用广义坐标的非线性多项式表征非线性内力,采用参数识别方法获取多项式系数,并通过增加额外的线性模态来改善模型预测精度。基于此方法,分别针对壁板颤振、切尖三角翼的CFD/CSD-ROM非线性颤振问题开展了时域响应分析。计算结果表明,通过CSD-ROM计算出的壁板颤振速度为590 m/s,颤振频率为174 Hz,与有限元结果误差分别为0.8%和1.7%。马赫数0.879时切尖三角翼的颤振动压预测结果为2.25 psi,与非线性有限元相比的误差为3.8%。本文采用的非线性和线性模态基底组合方法,在保证计算精度的基础上可有效降低训练样本数量,一定程度上可替代非线性有限元开展气动弹性分析。 展开更多

关键词 几何非线性 降阶模型 非线性颤振 极限环振荡 气动弹性

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考虑几何非线性的气动弹性模型缩比方法

10

作者 柴睿 谭申刚 黄国宁 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期743-751,共9页

随着飞机性能和需求的提高,大展弦比高柔性机翼逐渐成为新型飞机的主要结构形式。这类机翼具有高升阻比、大变形和重量轻等特性,几何非线性效应明显。然而机翼的大展弦比高柔性会带来更大的机翼变形,而机翼大变形则会引起相关的非线性... 随着飞机性能和需求的提高,大展弦比高柔性机翼逐渐成为新型飞机的主要结构形式。这类机翼具有高升阻比、大变形和重量轻等特性,几何非线性效应明显。然而机翼的大展弦比高柔性会带来更大的机翼变形,而机翼大变形则会引起相关的非线性气动弹性行为。为了评估这些非线性气动弹性行为并同时降低设计风险和成本,一般要使用缩比模型进行风洞试验以研究和确认真实飞机的气动弹性特性。基于此,首先使用了传统线性缩比方法来进行缩比,通过刚度质量耦合匹配模态响应法与刚度质量解耦匹配模态响应法这2种线性缩比方法,不断优化缩比结构的设计参数来满足目标缩比值。同时,提出一种动力学有限元模型的非线性静响应-模态协同优化方法,该方法是基于等效静态载荷法的几何非线性气动弹性模型缩比方法,通过2个不同的优化子程序分别匹配全尺寸飞机的非线性静响应和模态振型。结果表明,相比于传统线性缩比模型,考虑几何非线性的缩比模型能够更好地再现全尺寸飞机的非线性气动弹性行为。 展开更多

关键词 非线性气动弹性 气动弹性模型缩比 大展弦比高柔性机翼 等效静态载荷 几何非线性

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大展弦比联接翼静气动弹性研究 被引量：8

11

作者 张书俊 王运涛 孟德虹 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2013年第2期170-174,共5页

基于雷诺平均N-S流动控制方程和结构网格技术,耦合结构静平衡方程,建立起飞行器静气动弹性的计算的一般流程。采用更新速度快和更新质量较高的映射法动网格技术,针对大展弦比联接翼构型进行弹性修正,研究前后翼变形规律,并探讨了攻角、... 基于雷诺平均N-S流动控制方程和结构网格技术,耦合结构静平衡方程,建立起飞行器静气动弹性的计算的一般流程。采用更新速度快和更新质量较高的映射法动网格技术,针对大展弦比联接翼构型进行弹性修正,研究前后翼变形规律,并探讨了攻角、机身对静气弹分析的影响。结合数字近景摄影测量技术检测无人机风洞模型机翼在气动载荷下的弯曲与扭转变形,并与计算结果进行比较,验证了本文方法的有效性。 展开更多

关键词 联接翼 静气动弹性 非线性气动力 EULER N—S方程 模型变形视频测量

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铺层区域划分对大展弦比机翼静气动弹性影响 被引量：1

12

作者 李金洋 王军利 +2 位作者 冯钰茹 陆正午 李佳豪 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期75-81,共7页

为了研究铺层区域变量对大展弦比机翼静气动弹性的影响,本文在考虑几何非线性影响下,依据有限元分析,研究了外翼段铺层区域的划分以及90°铺层角度的个数对大展弦比机翼静气动弹性特性的影响。结果表明,0°、±45°、90... 为了研究铺层区域变量对大展弦比机翼静气动弹性的影响,本文在考虑几何非线性影响下,依据有限元分析,研究了外翼段铺层区域的划分以及90°铺层角度的个数对大展弦比机翼静气动弹性特性的影响。结果表明,0°、±45°、90°混合铺层的铺设效果优于只有0°、±45°铺层的区域;机翼变形情况随着外翼段铺层区域的增大而减小,且减小斜率逐步增大;外翼段铺层区域固定时,增加90°铺层角度个数会有效减小机翼变形,且机翼变形情况与增加的个数基本呈现负相关关系,其个数在铺层设计中可能存在一个最佳取值或最优占比。 展开更多

关键词 大展弦比 铺层设计 静气动弹性 几何非线性

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大展弦比柔性机翼的气动弹性分析 被引量：68

13

作者 谢长川 吴志刚 杨超 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期1087-1090,共4页

高空长航时飞机普遍具有大展弦比机翼 ,其气动弹性问题尤为突出 .考虑机翼结构的几何非线性对结构刚度的影响和机翼平面变形对非定常气动力的影响 ,采用准模态的思想进行大变形下的振动工程分析 ,并利用片条理论计算变形机翼的非定常气... 高空长航时飞机普遍具有大展弦比机翼 ,其气动弹性问题尤为突出 .考虑机翼结构的几何非线性对结构刚度的影响和机翼平面变形对非定常气动力的影响 ,采用准模态的思想进行大变形下的振动工程分析 ,并利用片条理论计算变形机翼的非定常气动力 ,然后进行颤振计算 .以某型飞机机翼为例的计算表明 ,随变形幅度增大 。 展开更多

关键词 颤振 气动弹性 几何非线性 大展弦比机翼 非定常气动力

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考虑几何与材料及静风荷载的非线性因素的大跨径桥梁静风稳定分析法 被引量：14

14

作者 程进 江见鲸 +1 位作者 肖汝诚 项海帆 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期117-121,共5页

针对现有的桥梁静风稳定分析方法中存在的问题 ,提出了增量与内外两重迭代相结合的新方法 ,并且考虑了结构几何、材料和静风荷载非线性。在上述方法的基础上 ,编制了桥梁非线性空气静力稳定分析程序BNAP ,并进行了相应的算例分析 ,所得... 针对现有的桥梁静风稳定分析方法中存在的问题 ,提出了增量与内外两重迭代相结合的新方法 ,并且考虑了结构几何、材料和静风荷载非线性。在上述方法的基础上 ,编制了桥梁非线性空气静力稳定分析程序BNAP ,并进行了相应的算例分析 ,所得结果表明该方法具有计算稳定和速度快的优点。最后 ,以一座主跨 10 0 0米的斜拉桥为例 ,分析了结构几何非线性、材料非线性和静风荷载非线性对大跨径桥梁空气静力稳定性的影响。 展开更多

关键词 大跨径桥梁 几何非线性 材料非线性 静风荷载非线性 空气静力稳定性

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大型水平轴风力机叶片气动弹性计算 被引量：5

15

作者 唐迪 陆志良 郭同庆 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2013年第10期1091-1097,共7页

给出了一种考虑几何非线性的大型风力机静、动气动弹性一体化计算方法.采用涡尾迹方法进行风力机气动载荷计算.建立风力机风轮的三维壳模型.沿周向平均风力机叶片载荷并加载到结构模型进行非线性静气动弹性分析.基于动力学小扰动假设,... 给出了一种考虑几何非线性的大型风力机静、动气动弹性一体化计算方法.采用涡尾迹方法进行风力机气动载荷计算.建立风力机风轮的三维壳模型.沿周向平均风力机叶片载荷并加载到结构模型进行非线性静气动弹性分析.基于动力学小扰动假设,在静平衡构型下进行动力学线性化,计算风轮固有振动特性.继而结合非定常涡尾迹方法计算风力机动气动弹性响应.计算了NH1500叶片考虑几何非线性的静气动弹性位移和动气动弹性响应.结果表明,大型风力机叶片几何非线性较为明显地减小静气动弹性位移,同时降低动气动弹性的响应幅值.大型风力机气动弹性响应计算需要考虑几何非线性. 展开更多

关键词 风力机 气动弹性 几何非线性 涡尾迹方法

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大展弦比柔性机翼气动弹性分析中的气动力方法研究进展 被引量：13

16

作者 杨超 杨澜 谢长川 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期1009-1018,共10页

近20年来长航时飞行的需求强烈,大柔性飞行器的几何非线性气动弹性问题逐渐凸显,使得气动弹性力学面临新的挑战。本文针对大展弦比大变形的柔性飞行器,调研和分析了目前几何非线性气动弹性工程研究领域中主要使用的气动建模方法,着重介... 近20年来长航时飞行的需求强烈,大柔性飞行器的几何非线性气动弹性问题逐渐凸显,使得气动弹性力学面临新的挑战。本文针对大展弦比大变形的柔性飞行器,调研和分析了目前几何非线性气动弹性工程研究领域中主要使用的气动建模方法,着重介绍基于片条理论、面元法和计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)技术等气动建模方法在静、动气动弹性分析中的主要特点、研究现状与应用状况,并对大展弦比大变形机翼的气动弹性分析中气动力方法的发展提出若干建议,供气动弹性基础研究和工程应用研究人员参考。 展开更多

关键词 气动弹性 大展弦比机翼 几何非线性 气动建模

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热过屈曲功能梯度壁板的气动弹性颤振 被引量：6

17

作者 夏巍 冯浩成 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期609-614,共6页

功能梯度材料的宏观物理性能随空间位置连续变化,能充分减少不同组份材料结合部位界面性能的不匹配因素.功能梯度壁板用作高速飞行器的热防护结构,能有效消除气动加热带来的壁板内部热应力集中.本文考虑热过屈曲变形引入的结构几何非线... 功能梯度材料的宏观物理性能随空间位置连续变化,能充分减少不同组份材料结合部位界面性能的不匹配因素.功能梯度壁板用作高速飞行器的热防护结构,能有效消除气动加热带来的壁板内部热应力集中.本文考虑热过屈曲变形引入的结构几何非线性,分析功能梯度壁板的气动弹性颤振边界.基于幂函数材料分布假设,采用混合定律计算功能梯度材料的等效力学性能.根据一阶剪切变形板理论、冯·卡门应变-位移关系和一阶活塞理论,基于虚功原理建立超声速气流中受热功能梯度壁板的非线性气动弹性有限元方程.采用牛顿-拉弗森迭代法数值求解壁板的热屈曲变形,分析超声速气流对热屈曲变形的影响机理.在壁板热过屈曲的静力平衡位置分析动态稳定性,确定了壁板的颤振边界.研究表明,当陶瓷-金属功能梯度壁板的组份材料沿厚度方向梯度分布时,会破坏结构的对称性导致壁板在面内热应力作用下发生指向金属侧的热屈曲变形.超声速气流中壁板热屈曲变形最大的位置随气流速压增大向下游推移,并伴随屈曲变形量的减小.热过屈曲壁板的几何非线性效应会提高壁板的颤振边界,这种影响在高温、低无量纲速压且壁板发生大挠度热屈曲变形时表现显著.较高无量纲气流速压下由于壁板的热屈曲变形被气动力限定在小挠度范围,几何非线性效应不明显. 展开更多

关键词 气动弹性 功能梯度材料 热屈曲 壁板颤振 几何非线性

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深海采矿输送软管几何非线性静力分析

18

作者 徐海良 龙国键 梁武 《金属矿山》 CAS 北大核心 2005年第8期7-10,共4页

根据深海采矿矿石输送软管挠度变化很大的特点,采用了几何非线性有限元理论对输送系统进行力学分析;根据输送管道在采矿船和采矿车的牵引下运动,同时受到管道和管内流体重力及海水浮力作用的情况,采用有限元分别对3种参数值的输送系统... 根据深海采矿矿石输送软管挠度变化很大的特点,采用了几何非线性有限元理论对输送系统进行力学分析;根据输送管道在采矿船和采矿车的牵引下运动,同时受到管道和管内流体重力及海水浮力作用的情况,采用有限元分别对3种参数值的输送系统进行了计算分析。从计算结果的比较分析可知:简单输送系统不能满足深海采矿要求;在输送管道下端安装浮体,得到了一种十分理想的深海采矿系统;输送管道的密度对采矿系统的性能影响很大,应尽可能地采用密度小的输送管道。 展开更多

关键词 深海采矿 输送系统 几何非线性 力学分析 深海采矿系统 非线性静力分析 软管 输送管道 有限元理论 浮力作用

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基于致动线方法的5 MW海上风力机气动弹性分析 被引量：2

19

作者 冷峻 郜志腾 +1 位作者 郑小波 李晔 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期203-209,共7页

随着风力机功率的不断增大以及新型复合材料的应用,叶片的柔性和几何非线性变形成为风力机设计中不可忽略的因素,结构和气动弹性的分析也随之变得更加复杂。然而,风能行业中传统的叶片分析方法无法准确预测现代复杂叶片的气动弹性特性,... 随着风力机功率的不断增大以及新型复合材料的应用,叶片的柔性和几何非线性变形成为风力机设计中不可忽略的因素,结构和气动弹性的分析也随之变得更加复杂。然而,风能行业中传统的叶片分析方法无法准确预测现代复杂叶片的气动弹性特性,从而导致风力机性能预测出现较大误差。本文基于柔性多体动力学,建立了一种新型双向流固耦合模型,在结合致动线方法和大涡模拟的基础上,考虑了结构和气动弹性对风力机性能的影响,可用于动态结构载荷预测及流固耦合分析。对5 MW基准风力机进行建模,验证了计算模型的准确性,并讨论了叶片的瞬时结构响应,分析了叶片变形对风力机功率、尾迹的影响。研究结果表明,叶片的柔性在风力机气动弹性设计中不可忽略,同时本文模型可以准确捕捉风力机的尾迹结构(包括叶尖涡和叶根涡),更适用于现代兆瓦级复合材料风力机气动弹性和尾迹分析。 展开更多

关键词 风力机 流固耦合 气动弹性分析 致动线法 几何非线性

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大跨悬索桥非线性随机静力分析 被引量：11

20

作者 石磊 刘春城 +1 位作者 张哲 杜蓬娟 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期421-424,共4页

大跨度悬索桥结构具有显著的几何非线性行为,且存在材料特性、几何尺寸的随机性.先对缆索采用较小抗弯刚度参数的梁单元,对悬索桥进行确定性的几何非线性分析;然后采用响应面法进行非线性随机静力分析;最后针对1座大跨悬索桥,计算了在... 大跨度悬索桥结构具有显著的几何非线性行为,且存在材料特性、几何尺寸的随机性.先对缆索采用较小抗弯刚度参数的梁单元,对悬索桥进行确定性的几何非线性分析;然后采用响应面法进行非线性随机静力分析;最后针对1座大跨悬索桥,计算了在竖向活载作用下材料、几何尺寸的随机性对主梁跨中位移的影响.结果表明,结构随机性的影响十分明显. 展开更多

关键词 大跨度悬索桥结构 响应面法 几何非线性 随机性 静力分析

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