摘要:
气动弹性力学是一门涉及空气动力学、结构动力学和弹性力学的交叉学科,其任务是研究气动力和弹性体之间的相互影响.计算变形机翼结构的气动力需要结合伸缩机翼本身的机构变形特性,通过分析结构的动力学特性将进一步推动变形体中气动力计算的发展.Z型折叠机翼是变形机翼的一种,其结构主要通过改变折叠角度来改善全机升阻特性.本文主要研究了Z型折叠机翼的气动力计算及非线性动力学分析,探讨了可折叠翼变形飞行器气动特性,并对气动性能进行一定的分析,利用准定常假设来简化计算机翼折叠过程中变体飞机的气动力:认为在机翼折叠的任一瞬时,全机的气动力仅取决于该瞬时飞机的静态构型和飞行状态,从而推导出机翼折叠过程中的气动力.本文将Z 型折叠机翼简化为以刚性铰链相连接的三块复合材料层合板.采用Reddy 经典板理论、考虑Von Karman 几何大变形,利用Hamilton 原理建立了在气动力作用下的Z 型可折叠复合材料层合板结构的非线性动力学方程,通过有限元模拟设置合理的边界条件进行结构的模态分析与谐响应分析,研究Z 型折叠板不同模态下的振动形式,从而求得Z 型复合材料折叠板前两阶的模态函数.运用Galerkin 法对Z 型折叠板结构的非线性动力学方程进行二阶离散,利用数值方法分析Z 型折叠板的特定参数条件下的非线性动力学行为.
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