超音速气流下粘弹性壁板的颤振分析

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1、第30卷第5期2013年10月沈阳航空航天大学学报Jo啪alofShenyaIlgAerospaceUIliVersityV01．30No．50ct．2O13文章编号：2095—1248(2013)05一0016一05超音速气流下粘弹性壁板的颤振分析于天俊，杨晓东，赵维涛(沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)，沈阳110136)摘要：基于经典的超音速气流下二维薄壁板颤振控制方程，采用kelwin粘弹性模型将阻尼引入到方程中。通过假设模态和G盯lerkin方法将方程离散化，推导出气动弹性系统的状态方程；通过求解状态方程中矩阵的特

2、征值问题确定壁板的颤振临界点。分析了粘弹性阻尼对颤振特性的影响。结果表明，当粘弹性阻尼不大时(欠阻尼)颤振临界动压较无阻尼时小，且阻尼越大，临界动压越小；当粘弹性阻尼较大时(过阻尼以后)临界动压先是随阻尼增大而减小，后随阻尼的增大而增大，发生具有明显振动特征的某两阶模态相关的单模态颤振，颤振临界模态是两者中的前一阶。阻尼增大到一定程度后可推迟颤振的发生，从理论上为将大阻尼粘弹性材料用于飞行器壁板的颤振被动控制上提供一定参考价值。关键词：飞行器设计；粘弹性材料壁板；Ga订erkin方法；颤振；阻尼中图分类号：V215．3文献标志码

3、：Adoi：10．3969“issn．2095—1248．2013．05．004FlutteranalysisofViscoelasticpanelsinsupersoIlicnowYUTian．jun，YANGXiao—dong，ZHAOWei—ta0(FacultyofAemspaceEngineering，ShenyaIlgAemspaceUIliverSity，ShenyaIlg110136)Abstract：hlthispaper，basedonmepanialdif亿rentialgoVemingequationof

4、isotropicnatpanelinclassicsupersonicnow，meViscoelasticstmcturaldampingisin仃oducedimomeequationbyusingKelVin7smodel．Dyn锄icinstabilitybehaViorofa1inearViscoelasticpaIlelinsupersonicnowisinVestigated．Thequasi—stead—ypistontheoryofsupersonicnowisemployedundertheaerodyn锄i

5、cpressure．ThepanelgoVemingequa-tionistransfb彻edintoasetofordinarydif亿rentialequationsViatlleGalerkin印proach．First—orderstatee—quationsaremenobtainedandsolVedbymeansofastandardeigenValuecalculation．Thedyn锄icinstabili够ofViscoelsticpanelsispredictedbythefeatureofcharact

6、eristicroots．Thephenomenaofcoupled-modeflut—terwithoutsmlcturald唧ingandsingle-modenutterwimstnJcttlrald锄pinginducedbytllesupersonicflowareobservedformedifferemdynamicpressureValues．ResultsindicatematstmcturaldampingplaysaIliInportalltr01eintllestabilityofpallelsnutte

7、r．SufficientdampingcaIlremarkablydeferthenu他rthresh01d．Keywords：aircraftdesign；Viscoelasticmaterialpanel；Garlerkjnmetllod；paIlelnu懈；d锄ping颤振是航空航天薄壁结构在气动力作用下发生的不稳定现象。超音速颤振问题则是高速飞行器设计中必须考虑的重要方面。Dowell‘1—21对弹性薄板的线性及非线性颤振进行了较为全面而深入的研究。国内学者Feng—MingLi等‘3—43对亚音速气流下考虑几何非线性的

8、复合材料层合薄板的混沌运动和超音速气动力作用下压电复合材料颤振主动控制开展了相应研究。近几十年来，粘弹性材料已经广泛地应用于运载工具的振动与噪声控制。粘弹性结构阻尼对收稿日期：2013一09—06作者简介：于天俊(1986一)，男，辽宁大连人，硕士研究生，主要研