操纵面非线性气动弹性响应引起的结构疲劳损伤分析方法研究 被引量：5

1

作者 李毅 杨智春 金伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期41-45,共5页

由于间隙的存在,随着速度的增加操纵面会发生非线性气动弹性响应,即操纵面发生极限环振动,其振动频率比飞机结构疲劳载荷谱的频率高,因此操纵面在每次飞行中只需经历1-2 s的极限环振动,其在整个飞机服役期内累加得到的总循环数将达到10... 由于间隙的存在,随着速度的增加操纵面会发生非线性气动弹性响应,即操纵面发生极限环振动,其振动频率比飞机结构疲劳载荷谱的频率高,因此操纵面在每次飞行中只需经历1-2 s的极限环振动,其在整个飞机服役期内累加得到的总循环数将达到10万次的量级,可见操纵面极限环振动引起的结构疲劳损伤不容忽视,所以需要建立起操纵面气动弹性数据（飞行速度和间隙）与结构疲劳损伤的对应关系。针对此问题,将非线性气动弹性分析方法和结构疲劳预测技术结合,发展一套分析流程用来讨论操纵面极限环振动与周边结构疲劳的关系,为设定操纵面间隙值提供参考。为了对此分析流程进行说明,对具有操纵面的复杂机翼进行了非线性气动弹性分析获得其偏转角响应,并将其转化为作用在作动器两头耳片上的疲劳载荷谱,通过疲劳分析获得周边结构疲劳特性与操纵面非线性气动弹性响应的关系。 展开更多

关键词 操纵面 间隙 极限环振动 疲劳损伤

在线阅读 下载PDF 职称材料

扰流激励下垂尾抖振响应主模态控制风洞试验研究 被引量：6

2

作者 王巍 杨智春 张新平 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第16期18-21,共4页

采用压电结构的热弹比拟建模方法,进行了垂尾模型一弯模态和一扭模态响应的压电主动控制仿真。设计制作了一个垂尾气动弹性抖振模型以及两种形式的气流干扰源,用于在风洞中进行垂尾抖振实验及产生扰流对垂尾模型实施抖振激励。采用自主... 采用压电结构的热弹比拟建模方法,进行了垂尾模型一弯模态和一扭模态响应的压电主动控制仿真。设计制作了一个垂尾气动弹性抖振模型以及两种形式的气流干扰源,用于在风洞中进行垂尾抖振实验及产生扰流对垂尾模型实施抖振激励。采用自主研发的弓形压电作动器,根据垂尾抖振响应控制的主模态控制思想,设计了垂尾模型抖振压电主动控制系统,进行了垂尾模型抖振响应压电主动控制风洞实验。结果表明,采用抖振主模态响应控制思想设计的垂尾抖振压电主动控制系统,可使垂尾模型抖振响应功率谱密度函数峰值降低50%以上。 展开更多

关键词 垂尾抖振 弓形压电作动器 压电主动振动控制 扰流激励 风洞试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

结构参数对机翼非线性颤振系统混沌运动特性的影响 被引量：6

3

作者 张惠 杨智春 +2 位作者 张新平 周建 谷迎松 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期174-178,184,共6页

机翼非线性颤振系统中的混沌运动是一种复杂的非线性动力学现象,研究结构参数对机翼非线性颤振系统混沌运动特性的影响,对非线性动力学系统的混沌运动控制具有重要意义。建立具有立方型非线性操纵刚度的带操纵面二元机翼的颤振方程,采... 机翼非线性颤振系统中的混沌运动是一种复杂的非线性动力学现象,研究结构参数对机翼非线性颤振系统混沌运动特性的影响,对非线性动力学系统的混沌运动控制具有重要意义。建立具有立方型非线性操纵刚度的带操纵面二元机翼的颤振方程,采用数值积分方法分别获得该非线性颤振系统在不同阻尼水平和不同操纵刚度下的分岔特性图。对分岔特性图进行对比分析结果表明:操纵面的操纵刚度并不影响系统的混沌运动特性,而操纵面偏转自由度或机翼俯仰自由度上的阻尼将会影响系统混沌颤振区域内的周期窗口,进而影响系统的混沌运动特性,特别是两自由度中任意一个的阻尼水平减小到一定程度时,系统混沌颤振区域内的周期窗口都将会消失;但是,单一的减小某个自由度上的阻尼水平,会使机翼非线性颤振系统的颤振临界速度降低。为了使得该系统在混沌颤振区域内不产生周期窗口又不降低其颤振临界速度,可采用在减小俯仰自由度阻尼的同时增大操纵面偏转自由度阻尼的方法。 展开更多

关键词 二元机翼 立方非线性刚度 混沌运动 周期窗口 结构参数

在线阅读 下载PDF 职称材料

动载荷识别方法的研究进展 被引量：10

4

作者 杨智春 贾有 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期384-384,共1页

大多数情况下,作用在工程结构上的动载荷,如高性能战斗机在大攻角机动飞行时所作用在垂尾结构上的抖振载荷,是无法直接测量的,只能通过测试结构在动载荷作用下的动态响应来识别出结构的动载荷。首先阐述了动载荷识别的基本原理,然后根... 大多数情况下,作用在工程结构上的动载荷,如高性能战斗机在大攻角机动飞行时所作用在垂尾结构上的抖振载荷,是无法直接测量的,只能通过测试结构在动载荷作用下的动态响应来识别出结构的动载荷。首先阐述了动载荷识别的基本原理,然后根据结构模型的特点,将动载荷识别方法分为确定性结构的动载荷识别方法和不确定性结构的动载荷识别两大类,对近些年国内外学者在这两方面的研究进展展开述评,最后针对目前动载荷识别方法研究中所存在的问题,提出有待深入探讨的课题。 展开更多

关键词 识别方法 动载荷 高性能战斗机 测试结构 结构模型 工程结构 机动飞行 动态响应 中所 直接测量

在线阅读 下载PDF 职称材料

工业设备地震破坏等级划分 被引量：3

5

作者 张令心 郭宁 刘洁平 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期57-63,共7页

随着我国工业化进程的加快,工业设备的抗震问题越来越受到重视,而工业设备地震破坏等级划分,与建(构)筑物地震破坏等级划分一样,可作为震后地震现场震害调查、灾害损失评估、烈度评定、工业设备安全鉴定以及震害预测和设备修复等工作的... 随着我国工业化进程的加快,工业设备的抗震问题越来越受到重视,而工业设备地震破坏等级划分,与建(构)筑物地震破坏等级划分一样,可作为震后地震现场震害调查、灾害损失评估、烈度评定、工业设备安全鉴定以及震害预测和设备修复等工作的基础,因此,对其研究具有非常现实和重要的意义。根据以往工业设备的震害经验、设备自身的特性和震后对企业造成的影响程度等将工业设备划分为3类,参照《建(构)筑物地震破坏等级划分》(GB/T 24335-2009)、《生命线工程地震破坏等级划分》(GB/T 24336-2009)、《石油化工企业设备地震破坏等级划分标准》(SH3050-94)、《石油化工工程地震破坏鉴定标准》(SH/T 3135-2003),并结合工业设备在日常使用过程中损坏的评定方法以及国内外有关工业设备抗震性能、震害分析和设备遭受地震后破坏程度的研究成果,对各类工业设备提出了较为科学合理的地震破坏等级划分。 展开更多

关键词 工业设备 地震 破坏等级 分等标准

在线阅读 下载PDF 职称材料

结构支撑位置改变时固有频率的快速计算 被引量：1

6

作者 欧阳炎 王栋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第18期1-4,33,共5页

用有限元法计算出弹性支撑位于网格节点上时的结构固有频率后,可采用两种方法处理支撑位于单元内部时的情形。第一种是将弹性支撑等效到单元节点上再求解特征值,第二种是结合在单元节点处,频率关于支撑位置的一阶导数(即灵敏度)值,利用... 用有限元法计算出弹性支撑位于网格节点上时的结构固有频率后,可采用两种方法处理支撑位于单元内部时的情形。第一种是将弹性支撑等效到单元节点上再求解特征值,第二种是结合在单元节点处,频率关于支撑位置的一阶导数(即灵敏度)值,利用单元形函数进行插值计算。两种方法都可以在不重新划分网格的情况下,获得结构的固有频率。通过分析得出第一种方法适用性较好,但计算效率较低。第二种方法要求结构的振型保持不变。数值算例结果表明:当弹性支撑的刚度和位置变化不改变结构的振型时,两种方法都有较好的计算精度。 展开更多

关键词 弹性支撑 固有频率 有限元法 灵敏度

在线阅读 下载PDF 职称材料

超音速气流中受热曲壁板的非线性颤振特性 被引量：21

7

作者 杨智春 周建 谷迎松 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期30-38,共9页

基于von Karman大变形理论及带有曲率修正的一阶活塞理论,用Galerkin方法建立了超音速气流中受热二维曲壁板的非线性气动弹性运动方程;采用牛顿迭代法计算得到由静气动载荷和热载荷引起的静气动弹性变形;根据李雅谱诺夫间接法分析了壁... 基于von Karman大变形理论及带有曲率修正的一阶活塞理论,用Galerkin方法建立了超音速气流中受热二维曲壁板的非线性气动弹性运动方程;采用牛顿迭代法计算得到由静气动载荷和热载荷引起的静气动弹性变形;根据李雅谱诺夫间接法分析了壁板初始曲率与温升对颤振边界的影响;对二维曲壁板的非线性气动弹性方程组进行数值积分求解,分析了动压参数对受热二维曲壁板分岔特性的影响,给出了典型状态下曲壁板非线性颤振响应的时程图与相图.分析结果表明对小初始曲率的曲壁板,温升对其静气动弹性变形影响较大,且随着温升的增加其颤振临界动压急剧减小;对具有较大初始曲率的曲壁板,温升对其静气动弹性变形的影响较弱,且随着温升的增加颤振临界动压基本保持不变.初始几何曲率与气动热效应使得曲壁板具有复杂的动力学特性,不再像平壁板一样,经过倍周期分岔进入混沌,而会出现由静变形状态直接进入混沌运动的现象,且在混沌运动区域中还会出现静态稳定点或谐波运动,在大曲率情况下,曲壁板不会产生混沌运动,而是幅值在一定范围内的极限带振荡. 展开更多

关键词 曲壁板 超音速气流 混沌 分岔 气动热效应 极限带振荡

在线阅读 下载PDF 职称材料

动载荷的识别方法 被引量：50

8

作者 杨智春 贾有 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期29-54,共26页

大多数情况下,作用在工程结构上的动载荷,如高性能战斗机在大攻角机动飞行时作用在垂尾结构上的抖振载荷,是无法直接测量的,只能通过测试结构在动载荷作用下的动态响应来识别出结构的动载荷.首先阐述了动载荷识别的基本原理,然后根据结... 大多数情况下,作用在工程结构上的动载荷,如高性能战斗机在大攻角机动飞行时作用在垂尾结构上的抖振载荷,是无法直接测量的,只能通过测试结构在动载荷作用下的动态响应来识别出结构的动载荷.首先阐述了动载荷识别的基本原理,然后根据结构模型的特点,将动载荷识别方法分为确定性结构的动载荷识别方法和不确定性结构的动载荷识别两大类,对近些年国内外学者在这两方面的研究进展进行述评,最后针对目前动载荷识别方法研究中所存在的问题,提出有待深入探讨的课题. 展开更多

关键词 动载荷识别 正则化 卡尔曼滤波 人工智能 不确定性

在线阅读 下载PDF 职称材料

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

9

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

飞机抖振响应数据处理及分析方法 被引量：3

10

作者 陈帅 杨智春 李斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期15-19,35,共6页

为了编制抖振疲劳谱、估算抖振疲劳寿命等,必须预先对时域的抖振响应数据进行处理与分析。考虑到抖振响应的随机特性,特别是其显著的分散性,建立了统计模型来对其分析处理。针对同一飞行状态下数据仓中的抖振响应数据,将其划分为若干子... 为了编制抖振疲劳谱、估算抖振疲劳寿命等,必须预先对时域的抖振响应数据进行处理与分析。考虑到抖振响应的随机特性,特别是其显著的分散性,建立了统计模型来对其分析处理。针对同一飞行状态下数据仓中的抖振响应数据,将其划分为若干子数据块,以子数据块中数据统计特征来描述对应子数据块均方根下的响应分布情况,而以对应飞行状态下各子数据块的均方根分布情况来描述该状态下抖振响应的总体分布趋势以及选择其关键响应状态水平。首先,采用威布尔分布假设,运用极大似然估计法对子数据块的数据进行分布参数估计,并给出了分布假设的检验方法;然后,采用"三步进"经验函数来描述抖振响应均方根的分布规律。在所研究的基础上,根据给出的抖振数据处理与分析结果使用流程,即只需根据确定的几个关键均方根水平,定位到相应的子数据块,再结合子数据块数据的统计模型得到对应飞行状态下的响应分布,就可用于飞机设计与强度校核。由实际飞行试验抖振数据的处理与分析表明,此方法具备一定的合理性。 展开更多

关键词 抖振 数据处理 威布尔分布 极大似然估计 分布检验

在线阅读 下载PDF 职称材料

飞机垂尾抖振极限载荷预测方法 被引量：3

11

作者 杨智春 陈帅 金伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第13期1-4,15,共5页

为满足先进战斗机高速、大机动飞行性能的要求,在飞机设计的强度估算与校核中必须考虑抖振载荷的影响,以保证飞机结构在全包线飞行状态中具有足够的强度。按照飞机飞行状态进行抖振飞行子状态划分建立起抖振载荷数据库的数据存储关系,... 为满足先进战斗机高速、大机动飞行性能的要求,在飞机设计的强度估算与校核中必须考虑抖振载荷的影响,以保证飞机结构在全包线飞行状态中具有足够的强度。按照飞机飞行状态进行抖振飞行子状态划分建立起抖振载荷数据库的数据存储关系,提出根据有限测点处测试的抖振响应重构飞机垂尾结构抖振载荷的方法,并基于所选抖振飞行子状态载荷概率分布模型预测出抖振极限载荷。最后以某飞机垂尾上某节点的抖振极限载荷预测为例,演示用该方法预测飞机垂尾抖振极限载荷流程。 展开更多

关键词 抖振 极限载荷 载荷重构 概率分布模型 抖振飞行子状态

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于统计与粗糙集理论的飞机垂尾抖振载荷分布假设选择与评价方法 被引量：2

12

作者 杨智春 陈帅 李斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期6-11,共6页

研究飞机垂尾抖振问题的主要任务之一是编制抖振疲劳载荷谱、估算飞机结构的抖振疲劳寿命并校核飞机结构的强度等,一般通过统计方法来建立其抖振疲劳载荷时程的峰(谷)值分布模型,而分布模型的优劣对确定各飞行状态下的极限工况及抖振响... 研究飞机垂尾抖振问题的主要任务之一是编制抖振疲劳载荷谱、估算飞机结构的抖振疲劳寿命并校核飞机结构的强度等,一般通过统计方法来建立其抖振疲劳载荷时程的峰(谷)值分布模型,而分布模型的优劣对确定各飞行状态下的极限工况及抖振响应的循环次数与幅值分布等信息影响显著。通过分析五种常用于描述抖振疲劳载荷峰(谷)值的概率分布假设模型:正态分布、对数正态分布、威布尔分布、瑞利分布和极值分布,给出了基于参数估计的概率分布规律,并提出了一种采用各概率分布假设所对应模型的"拟合优劣指标"作为评价和选择的依据。同时,结合各分布模型的特性对飞机抖振载荷时程处理要求的匹配程度,运用粗糙集理论确定了系统评价指标的最小分辨距离与最大分辨率,来消除由于误差引入导致的评价指标数值差异而造成的误判。算例分析表明,该方法可合理且高效地实现对飞机抖振载荷概率分布假设的正确评价与选择。 展开更多

关键词 垂尾抖振 疲劳载荷 概率分布 粗糙集 评价指标

在线阅读 下载PDF 职称材料

弹性支承对三维曲壁板颤振特性的影响 被引量：1

13

作者 张飞霆 杨智春 +1 位作者 高扬 赵令诚 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第18期1-6,20,共7页

提出了一种在四边简支曲壁板上附加一个弹性支承来提高曲壁板颤振临界动压的方法,研究了弹性支承的位置和刚度对曲壁板颤振速度的影响规律。应用von Karman大变形应变-位移关系来描述曲壁板的结构大变形,用一阶活塞气动力理论计算曲壁... 提出了一种在四边简支曲壁板上附加一个弹性支承来提高曲壁板颤振临界动压的方法,研究了弹性支承的位置和刚度对曲壁板颤振速度的影响规律。应用von Karman大变形应变-位移关系来描述曲壁板的结构大变形,用一阶活塞气动力理论计算曲壁板的气动力,采用虚功原理和有限元方法,建立起带弹性支承的圆柱壳曲壁板在超音速气流中的颤振方程。通过求解曲壁板系统的特征方程获得其颤振临界动压。运用频率重合理论分别分析了改变弹性支承刚度和位置对曲壁板颤振特性的影响。结果表明,与不带弹性支承的曲壁板颤振特性相比,弹性支承位于不同位置时,会对曲壁板的颤振动压产生明显不同的影响:1弹性支承位于曲壁板中心点附近区域或位于弦向中线上时,都会导致曲壁板颤振动压降低且随着支承刚度的增大而减小;在曲壁板中心点处,颤振动压降低幅度最大;2弹性支承位置沿垂直于气流方向且远离弦向中线变化时,都会使颤振动压提高,且随着支承刚度的增大而增大;3当支承位置在前缘和后缘部位顺气流方向变化时,颤振动压都会提高;4采用附加弹性支承的方法来提高曲壁板颤振动压时,应将弹性支承布置在曲壁板展向中线距边界20%弦长处。 展开更多

关键词 壁板颤振 弹性支承 特征值法 有限元法 频率重合

在线阅读 下载PDF 职称材料

支撑刚度对飞翼模型固有模态和体自由度颤振特性的影响 被引量：3

14

作者 刘基海 谷迎松 杨智春 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期727-733,共7页

研究了支撑刚度对飞翼模型固有模态和体自由度颤振特性的影响规律。首先,建立了典型飞翼的半翼展结构动力学有限元模型和颤振分析模型,进行了自由-自由状态下的对称模态特性和体自由度颤振特性计算。然后,考虑飞翼模型在风洞实验中的典... 研究了支撑刚度对飞翼模型固有模态和体自由度颤振特性的影响规律。首先,建立了典型飞翼的半翼展结构动力学有限元模型和颤振分析模型,进行了自由-自由状态下的对称模态特性和体自由度颤振特性计算。然后,考虑飞翼模型在风洞实验中的典型支撑条件,在模型质心处采用沉浮弹簧及俯仰弹簧模拟其支撑刚度特性,在一系列支撑刚度下,计算了飞翼模型的低阶固有频率和体自由度颤振特性。结果表明,随着沉浮和俯仰支撑刚度的增大,对应的飞翼模型刚体模态频率呈上升趋势;与沉浮支撑刚度相比,俯仰支撑刚度对机翼对称一弯频率的影响相对较大。单独采用沉浮支撑会使飞翼模型在较低风速下发生俯仰/沉浮耦合型颤振;单独采用俯仰支撑则可获得与自由状态类似的俯仰/机翼对称一弯耦合型颤振。研究发现,通过适当地调整沉浮、俯仰支撑刚度值的组合,使得模型的俯仰频率超过沉浮频率一定比例后,可以获得与自由-自由状态近似的体自由度颤振结果。本研究对于飞翼体自由度颤振风洞试验模型的支撑刚度设计具有现实意义。 展开更多

关键词 气动弹性力学 体自由度颤振 飞翼 支撑刚度 固有频率

在线阅读 下载PDF 职称材料