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变后缘柔性翼板梁耦合动力学建模与气动弹性分析
1
作者
黄可
张家应
《力学学报》
北大核心
2025年第10期2466-2478,共13页
柔性变后缘飞行器可以在各飞行任务阶段实现最佳性能,因此成为航空航天领域的重要发展方向.随着后缘结构柔性的增加,变后缘柔性翼更容易发生结构响应,从而导致气动弹性失稳.具有截面非均匀刚度特性的变后缘柔性翼不再满足梁的刚性截面假...
柔性变后缘飞行器可以在各飞行任务阶段实现最佳性能,因此成为航空航天领域的重要发展方向.随着后缘结构柔性的增加,变后缘柔性翼更容易发生结构响应,从而导致气动弹性失稳.具有截面非均匀刚度特性的变后缘柔性翼不再满足梁的刚性截面假设,使得大展弦比机翼采用的传统梁模型在此类问题不再适用.文章采用瑞利-里茨假设形态法将变后缘柔性翼的刚度较大的前缘段和刚度较小的柔性后缘段分别等效为欧拉梁模型和基尔霍夫板模型.通过考虑刚性前缘的弯曲、扭转和柔性后缘的面外运动,建立变后缘柔性翼板梁耦合动力学方程,对静态力学性能和振动特性进行了分析.通过与实验和有限元模型进行对比验证,发现所建立的结构解析模型在预测刚性前缘和柔性后缘的结构响应具有较高精度.此外,基于二维刚柔耦合柔性翼的非定常空气动力学理论和片条理论,结合所提出的结构模型,建立了模态空间表述下的变后缘柔性翼的高精度低阶气动弹性模型.通过与悬臂板颤振实验结果和Nastran有限元软件建立的气动弹性数值模型进行对比,验证了所提出的低维高精度动力学模型在计算颤振速度和颤振频率的准确性.最后,研究了变后缘柔性翼关键结构参数对颤振特性的影响,发现柔性占比越大,颤振速度越小.在柔性占比较小时,变后缘柔性翼相较于等截面悬臂机翼具有更高的颤振速度.
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关键词
变后缘柔性翼
板梁耦合
气动弹性分析
瑞利-里茨法
模态分析
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职称材料
弹性边界约束矩形板的振动特性分析:理论、有限元和实验
被引量：
8
2
作者
柴玉阳
杜绍君
李凤明
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第3期577-584,共8页
提出一种有效的理论方法研究弹性边界约束矩形板的振动特性,并设计实验测试不同边界矩形板的固有频率。矩形板的弹性边界约束采用一系列的均布线性弹簧模拟,用特征正交多项式来表示矩形板的位移容许函数,并采用瑞利-里茨法获得弹性边界...
提出一种有效的理论方法研究弹性边界约束矩形板的振动特性,并设计实验测试不同边界矩形板的固有频率。矩形板的弹性边界约束采用一系列的均布线性弹簧模拟,用特征正交多项式来表示矩形板的位移容许函数,并采用瑞利-里茨法获得弹性边界约束矩形板的固有频率和固有振型。通过改变边界弹簧的刚度即可模拟矩形板不同的边界条件,提高计算效率。基于理论方法计算获得结构固有频率并和有限元及实验结果进行对比,验证所提理论方法的正确性。此外,通过实验测试的方法分析弹性-简支、弹性-固支等不同边界组合条件下矩形板的振动特性,分析调整不同边界弹簧刚度对矩形板振动特性的影响。
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关键词
矩形板
弹性边界约束
特征正交多项式
瑞利-里茨法
振动特性
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职称材料
题名
变后缘柔性翼板梁耦合动力学建模与气动弹性分析
1
作者
黄可
张家应
机构
北京航空航天大学航空科学与工程学院
出处
《力学学报》
北大核心
2025年第10期2466-2478,共13页
基金
国家自然科学基金(12102017,92271104)
北京市自然科学基金(1232014)资助.
文摘
柔性变后缘飞行器可以在各飞行任务阶段实现最佳性能,因此成为航空航天领域的重要发展方向.随着后缘结构柔性的增加,变后缘柔性翼更容易发生结构响应,从而导致气动弹性失稳.具有截面非均匀刚度特性的变后缘柔性翼不再满足梁的刚性截面假设,使得大展弦比机翼采用的传统梁模型在此类问题不再适用.文章采用瑞利-里茨假设形态法将变后缘柔性翼的刚度较大的前缘段和刚度较小的柔性后缘段分别等效为欧拉梁模型和基尔霍夫板模型.通过考虑刚性前缘的弯曲、扭转和柔性后缘的面外运动,建立变后缘柔性翼板梁耦合动力学方程,对静态力学性能和振动特性进行了分析.通过与实验和有限元模型进行对比验证,发现所建立的结构解析模型在预测刚性前缘和柔性后缘的结构响应具有较高精度.此外,基于二维刚柔耦合柔性翼的非定常空气动力学理论和片条理论,结合所提出的结构模型,建立了模态空间表述下的变后缘柔性翼的高精度低阶气动弹性模型.通过与悬臂板颤振实验结果和Nastran有限元软件建立的气动弹性数值模型进行对比,验证了所提出的低维高精度动力学模型在计算颤振速度和颤振频率的准确性.最后,研究了变后缘柔性翼关键结构参数对颤振特性的影响,发现柔性占比越大,颤振速度越小.在柔性占比较小时,变后缘柔性翼相较于等截面悬臂机翼具有更高的颤振速度.
关键词
变后缘柔性翼
板梁耦合
气动弹性分析
瑞利-里茨法
模态分析
Keywords
morphing trailing edge flexible wing
plate
-
beam coupled
aeroelastic analysis
Rayleigh
-
Ritz method
modal analysis
分类号
V211.47 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
弹性边界约束矩形板的振动特性分析:理论、有限元和实验
被引量：
8
2
作者
柴玉阳
杜绍君
李凤明
机构
哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第3期577-584,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(11761131006,11572007,11802069)。
文摘
提出一种有效的理论方法研究弹性边界约束矩形板的振动特性,并设计实验测试不同边界矩形板的固有频率。矩形板的弹性边界约束采用一系列的均布线性弹簧模拟,用特征正交多项式来表示矩形板的位移容许函数,并采用瑞利-里茨法获得弹性边界约束矩形板的固有频率和固有振型。通过改变边界弹簧的刚度即可模拟矩形板不同的边界条件,提高计算效率。基于理论方法计算获得结构固有频率并和有限元及实验结果进行对比,验证所提理论方法的正确性。此外,通过实验测试的方法分析弹性-简支、弹性-固支等不同边界组合条件下矩形板的振动特性,分析调整不同边界弹簧刚度对矩形板振动特性的影响。
关键词
矩形板
弹性边界约束
特征正交多项式
瑞利-里茨法
振动特性
Keywords
rectangular plates
elastic boundary constraints
characteristic orthogonal polynomials
Rayleigh
-
Ritz method
vibration properties
分类号
O327 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
变后缘柔性翼板梁耦合动力学建模与气动弹性分析
黄可
张家应
《力学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
弹性边界约束矩形板的振动特性分析:理论、有限元和实验
柴玉阳
杜绍君
李凤明
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022
8
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职称材料
已选择
0
条
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引证文献
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