飞机机翼结构动力学特性研究.pdf

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1、第32卷第11期计算机仿真2015年11月文章编号：1006—9348(2015)11—0079—05飞机机翼结构动力学特性研究李兴光h2，厉明1，薛志鹏1，贾宏光1(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所．吉林长春130033；2．中国科学院大学，北京100039)摘要：由于飞机在高速飞行时会引起机翼发散振动，引起飞机结构损坏，传统提高刚度的方法会大幅增加飞机重量。为解决上述问题．提出在机翼表面敷设约束阻尼层结构提高机翼动力学特性的方法。建立复合材料为基层的约束阻尼层结构的模型，并通过Patran／Nastran仿真分析粘弹性层厚度、约束层厚度和粘弹性层剪切模量

2、对结构阻尼性能的影响。仿真结果表明，粘弹性层厚度和约束层厚度对复合结构模态频率和损耗因子具有相同的影响规律，而粘弹性层剪切模量不宜作为选择材料的依据。通过分析不同参数对类悬臂梁薄壁结构阻尼性能的影响，为高阻尼性能的机翼优化设计提供了参考。关键词：复合材料；约束阻尼层；有限元；机翼；结构损耗因子中图分类号：V254．2文献标识码：BResearchonDynamicCharacteristicsofAircraftWingStructureLIXing—guan91”，LIMin91，XUEZhi—pen91，JIAHong—guan91(1．ChangchunInst

3、ituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，ChangchunJilin130033，China；2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing10039，China)ABSTRACT：Aimingatthecharacteristicsofplanewingdivergencevibrationinhighspeedflightandtoavoidthedisadvantagesoftraditionalmethodofincreasing

4、stiffnesswhichwillsubstantiallyincreasetheairplaneweight，weproposedamethodtoimprovethedynamiccharacteristicsofthewingbylayingconstraineddampinglayerstructureonthesurfaceofwing．Establishingthefiniteelementmedalofconstraineddampinglayerwhichusesthecompositema-terialasthebasiclayer，theeffe

5、ctsofviscoelasticlayerthickness，constrainedlayerthicknessandshearmodulusofviscoelasticlayeronstructuraldampingpropertieswereanalyzedbyPatran／Nastransimulationsoftware．Thesimula-tionresultsshowthattheeffectsofviscoelasticlayerthicknessandconstrainedlayerthicknessoncompositestructuremodal

6、frequenciesandlossfactorshavethesamepaaern，andtheviscoelasticmaterialshearmodulusisnotsuitableforthebasistochoicethematerial．Theanalysesfortheeffectsofdifferentparametersonthecantileverbeamofthin-walledstructureondampingperformanceCanprovidesomereferenceforthedesignofhighdampingproperti

7、esofthewing．KEYWORDS：Compositematerial；Constraineddampinglayer；Finiteelement；Wing；Structurelossfactor1引言飞机在高速飞行时，当速度超过颤振临界速度，将会引起机翼的发散振动，从而破坏飞机结构。统计信息表明‘1j，在飞行器发生的各类事故中，接近一半与振动相关。随着我国工业的跨越发展，控制振动危害对国防建设，航天技术研究，以及工业生产的发展都有十分重大的意义。如何尽量减少结构的振动幅度，提高结构的抗振性能，一个主要方法就是提高结构的阻尼，通过增加结构的动能