间隙结构的非线性气动弹性方法和行为研究.pdf

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1、第32卷2015年第4期上海AEROSPACE航天SHANGHAI33文章编号：1006—1630(2015)04—0033—08间隙结构的非线性气动弹性方法和行为研究刘超峰1，张赢1，杨智春2(1．上海机电工程研究所，上海201109；2．西北工业大学航空学院，陕西西安710072)摘要：对飞行器气动弹性力学中间隙结构非线性颤振的研究进行了综述。给出了中心间隙、带预栽间隙和迟滞三种非线性模型，分析了系统的结构参数、非线性参数、初始条件等因素对非线性颤振系统复杂动力学行为的影响规律和作用。阐述了非线性颤振研

2、究中包括几何法、Hopf分叉法、中心流形法和规范型法等定性方法，以及等效线性化法、描述函数法、谐波平衡法、高维谐波平衡法、增量谐波平衡法、点映射法、中心流形定理、摄动增量法、数值积分法等定量方法的研究机理、应用范围和限制条件，比较了不同方法的优缺点。在总结结构非线性颤振研究成果的基础上，指出了结构非线性颤振进一步的研究方向。关键词：结构非线性；非线性颤振；间隙；极限环；分岔；混沌中图分类号：V211文献标志码：ANonlinearAeroelasticMethodsandBehaviorofStructur

3、ewithClearancesLIUChao—fen91，ZHANGYin91，YANGZhi—chun2(1．ShanghaiElectro—MechanicalEngineeringInstitute，Shanghai201109，China；2．CollegeofAstronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi'an710072，Shaanxi，China)Abstract：Thestudyofnonlinearaerolasticmethodsa

4、ndbehaviorofstructurewithclearancesinaerolasticdynamicsOfairvehiclewassummarizedinthispaper．Thethreenonlinearmodelswhichwerecenterclearances，preloadedclearancesandlagclearancesweregivenout．Theimpactruleandkeyroleofstructuralparameters，nonlinearparametersan

5、dinitialconditionsonthebehaviorofnonlinearfluttersystemwereanalyzed．Themathematicsmechanism，applicationscopeandlimitingconditionsofthemethodsweredescribed，whichwerequalitativemethodsincludinggeometricmethod，Hopfbifurcationmethod，centermanifoldmethodandstan

6、dardmethod，andthequantitativemethodsincludingequivalentlinearizationmethod，describingfunctionmethod，harmonicbalancemethod，highdimensionalharmonicbalancemethod，incrementalharmonicbalancemethod，pointtransformationmethod，centermanifoldtheorem，perturbation-inc

7、rementalmethod，numericalandmethod．Theadvantagesanddisadvantagesofvariousmethodswerecompared．Thelatestresearchresultswereconcludedandtheresearchdirectionofthenonlinearflutterwaspointedout．Keywords：Structuralnonlinearity；Nonlinearflutter；Clearances；Limitcycl

8、e；Bifurcation；Chaos．0引言间隙非线性是飞行器中一种最常见的集中式结构非线性，它对飞行器的气动弹性特性，包括颤振特性和动力学响应，都会产生重要的影响。对间隙非线性颤振系统，其颤振边界远小于线性颤收稿日期：2015-Ol一22；修回日期：2015-04—23基金项目：上海科学技术基金委资助(13QBl401500)作者简介：刘超峰(1978一)，男，博士，主要研究方向为飞行器总体设计和结构动力学。