直机翼静气动弹性特性研究

现代亚音速飞机的柔性较大,其静气动弹性对载荷分布有重要影响。为此,基于全机地面共振试验结果建立机翼的结构有限元模型,利用颤振风洞试验测量的弹性变形对基于偶极子格网法的定常气动力进行下洗修正,建立了直机翼的静气动弹性模型,分析了静气动弹性对直机翼飞行载荷分布的影响。结果表明:静气动弹性使直机翼存在"弹性加载"效应。直机翼结构设计时,应考虑静气动弹性引起的飞行载荷分布问题。     

超音速舵面热气动弹性仿真

为研究弹翼气动加热效应对结构气动弹性稳定性的影响,建立了热气动弹性仿真模型。根据分层求解的原理,首先采用平板参考温度法进行气动加热计算,进而分析热环境下结构的固有特性,并利用当地流活塞理论计算非定常气动力,在状态空间进行热颤振求解。对某弹性边界全动舵进行了超音速巡航段的热颤振特性分析;结果表明,随着时间的推移,热效应使舵面的固有频率逐渐降低,导致颤振边界下降;一段时间后,固有特性及热颤振特性趋于稳定。分析方法简捷有效,为飞行器结构设计提供了一种工程分析手段。     

水陆两栖飞机着水响应模型与数值分析

水陆两栖飞机需要在水面反复起降,其着水响应特性相对陆基飞机水上迫降要求更为苛刻.文中基于LS-DYNA仿真平台建立了飞机结构和水体耦合的数值模型,采用ALE耦合算法分析了飞机着水时重心过载、机身底部压力的变化过程,同时研究了着水攻角、下沉速度及升力对着水过载特性的影响.结果表明:着水后瞬间重心过载和机身底部压力达到峰值;着水攻角、下沉速度和升力均对机体着水过载特性有较大影响.分析结果为水陆两栖飞机的结构设计提供了参考.     

民机概念设计阶段的气动弹性优化设计

针对民机气动弹性问题,进行概念设计阶段的气动弹性优化设计,尽量避免因气动弹性导致后续的设计更改甚至重新设计.以某大展弦比机翼为例,参照同类飞机初步确定结构刚度分布,并以结构重量最小化为优化目标,以颤振速度、最大变形、最大应力、发散速度的限制为约束条件,利用优化迭代方法进行气动弹性求解.结果表明,在给定的约束条件下,机翼的颤振速度满足气动弹性稳定性要求,且强度、刚度和静发散特性也都满足设计要求;同时,根据优化求解结果得到了机翼的刚度分布指标.研究结果为民机概念设计阶段的结构布局提供了依据.