传动间隙对舵面颤振的影响分析

针对一类超声速导弹小展弦比舵面的特点，忽略其弯曲方向的模态变化，当舵机／舵面系统旋转方向引入间隙非线性因素时，会使系统产生谐振和耦合颤振问题，因此，首先建立了舵机／舵面系统在模态试验和飞行状态下的单自由度非线性振动模型，通过渐近法求解这一自由度下间隙对系统的影响，以及预载和飞行速度抑制间隙的变化规律，为避免系统发生抖动和结构耦合颤振提供分析依据。     

空气舵系统连接刚度识别及颤振模态跟踪方法

建立了空气舵系统及其连接刚度的有限元模型,采用多目标优化算法识别空气舵系统连接刚度。基于模拟进化算法,通过在群体搜索中引入精英保留策略,采用了新的适应度计算方法,在保证算法全局搜索性和收敛性的同时,降低了进化算法的计算成本,为避免在优化过程中出现维数过高带来的算法时间和空间复杂度大大增加的问题,将各目标函数合并为两个总目标函数。对空气舵系统的连接刚度进行了识别,采用识别结果计算的空气舵系统频率和振型均接近试验结果。根据颤振模态频率和衰减率随空速的变化规律,发展了新的颤振模态跟踪技术,可以有效避免气动弹性系统的特征根轨迹曲线发生"窜支"现象。     

高超声速飞行器空气舵系统耦合特性分析及颤振抑制研究

为了预防高超声速飞行器空气舵系统流、固、热、电、磁等多物理场的耦合作用所引发颤振失稳开展颤振抑制研究,建立了将热环境下舵面结构动力特性、高超声速非定常气动力、舵机环节非线性动力学特性耦合起来的舵机-舵面耦合系统数学模型和颤振特性分析方法;对某舵系统进行了数值分析,研究了热环境、电动舵机设计参数以及指令信号幅值对颤振速度的影响,提出在舵机电流环加入超前滞后环节的颤振抑制措施。仿真结果表明,该方法能有效地提高舵系统的颤振速度。     

基于MSC．Nastran的导弹舵面颤振分析与优化

利用MSC．Nastran中气弹分析软件建立了导弹舵面及弹身的颤振动力学有限元模型和气动模型,对不同支撑刚度、不同舵面重心状态的舵面进行了颤振特性分析,发现支撑刚度和舵面重心变化会使舵面的模态发生较明显的变化,从而对导弹舵面颤振临界速度产生较大影响,并可通过提高舵面扭转支撑刚度和调整舵面质量分布两项措施优化,满足导弹舵面工程研制时的颤振要求。     

高超声速飞行器舵面热颤振数值方法研究

建立一套可行的气动热、气动力、结构松耦合数值方法,利用商业软件ABAQUS二次开发接口DFLUX,编制热壁热流计算程序以考虑壁面温度的影响,分析舵面结构在气动加热环境中温度场分布及随飞行时间的变化;建立力热模型分析舵面模态和频率随气动加热的变化情况;应用商业软件ZAERO进行颤振分析,确定舵面气动弹性稳定性及颤振发生机理。     

导弹颤振抑制技术研究

着眼于工程应用,从弹性飞行器一般运动方程的角度,提出了导弹颤振抑制的主要思路,总结了常规导弹颤振分析的一般流程.分别从质量特性和刚度特性两个方面,阐述了导弹颤振抑制的方法和需要注意的问题.算例分析表明,配重设计可有效提高颤振速度,但对不同的颤振类型配重效果有所不同.最后,以舵轴位置变化对舵面颤振性能的影响为例,说明结构布置与导弹颤振性能的关系.算例表明,如结构布置合理,可缓解颤振设计的压力.     

导弹气动弹性稳定性分析

以某导弹为例,从颤振和气动伺服弹性两方面对导弹气动弹性稳定性进行了分析研究.在颤振分析中,开展了全弹结构动特性计算,采用超声速偶极子格网法计算了高超声速非定常气动力,对导弹部件和全弹进行颤振计算分析,对空气舵舵系统刚度设计提出了要求.在气动伺服弹性稳定性分析中,建立了导弹俯仰通道气动伺服弹性运动方程,采用Nyquist方法分析了闭环系统的稳定性和稳定裕度.     

燃气舵气动特性的机理分析

运用工程算法对燃气舵的气动外形进行设计,借助数值模拟方法并采用结构网格和边界层处理技术对已设计的燃气舵进行了单舵片的三维纯气相、无粘、层流绕流情况进行仿真。得到了燃气舵在不同舵偏角下的绕流情况和特点,模拟了燃气舵表面的压力分布,绘制了舵片在不同舵偏角下受到的阻力与升力随时间的变化曲线,给出了压心位置与铰链力矩的变化情况,并对计算结果进行分析。     

基于Adams的飞行器空气舵传动系统动特性间隙敏感度分析

空气舵系统传递特性主要受系统间隙、刚度和阻尼影响,而间隙是3个因素中最难以控制的一项。当前研究主要集中在系统间隙对整个传动系统最终结果的影响,未对系统各传动环节传动间隙的影响进行研究,且缺乏基于工程实测数据的建模分析。以飞行器空气舵传动系统为研究对象,基于Adams三维多刚体动力学仿真平台和各传动环节实际状态,有针对性地对空气舵传动系统各传动环节间隙以及系统偏差间隙的动特性敏感度进行分析,所得结论为飞行器空气舵传动系统的优化设计和性能预测提供了理论支持。     

大展弦比等剖面多段折叠翼颤振特性

对大展弦比多段折叠翼的颤振特性进行研究,使用弯扭组合梁元模拟机翼弯曲和扭转两种变形形态,结合修正的气动片条理论,得到大展弦比机翼不同折叠姿态下的颤振速度和颤振频率数据。考虑到各段机翼折叠角的变化,基于有限元理论建立包含折叠角参数的结构动力学模型,并通过模态截断将其缩减并解耦。根据Theodorsen非定常气动力理论在频域内修正弯扭组合梁元上的气动升力和俯仰力矩,并基于V-g(V为机翼与未扰空气之间的相对速度,g为人工结构阻尼)法引入人工结构阻尼,对在不同折叠状态下的多段折叠翼进行颤振计算。研究结果表明：机翼结构的固有频率会随着折叠角的变化呈现非线性增长形态,而颤振速度和颤振频率随折叠角的变化规律基本相同,且外侧机翼折叠角的存在可有效提高机翼的颤振速度;当固定最外侧段机翼的折叠角时,机翼段数的增加对颤振速度的影响不明显。