应用变分方法研究气动弹性初步

论文摘要

气动弹性问题伴随着飞行器发展的全过程。随着飞行器性能的提高,气动弹性问题日益突出,使得气动弹性分析在飞行器设计中的作用越来越重要。以前主要以风洞试验为主要研究手段。近年来,随着计算速度的迅猛发展,基于计算流体动力学的数值方法正在迅速成熟,成为一种有效的补充手段。而气动弹性的理论研究是数值方法的基础,越来越受到重视。本文借助变分原理对飞行器的气动弹性问题做了初步的研究,并将其用于实际结构中,主要内容如下:1、应用最小余能原理同时考虑弯曲的影响从而推导出多闭室弹翼剖面剪流和刚心的表达式,并以三闭室为例求解了剖面剪流和刚心。得到了三闭室弹翼自由扭转时的转角,推出了导弹扭转失稳时的发散条件和发散临界速度。2、建立了适用于薄壁结构的余Hamilton原理并应用加零变换法推导了拟余Hamilton原理的驻值条件,从而得到弹颤振临界速压公式。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 国内外气动弹性及变分法研究状况
• 1.2.1 颤振计算的研究与发展
• 1.2.2 非保守系统变分原理的发展概况
• 1.2.3 气动弹性设计
• 1.3 本课题研究的主要内容
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 论文工作的主要内容
• 第2章 飞行器静气动弹性问题
• 2.1 气动弹性静力问题的基本原理
• 2.2 扭转发散
• 2.3 拟余能原理
• 2.4 最小余能原理的驻值条件
• 2.5 多闭剖面的剪流
• 2.6 多闭剖面的刚心
• 2.7 载荷重新分布
• 2.8 本章小节
• 第3章 应用举例
• 3.1 模型简化
• 3.2 算例
• 3.2.1 梁及其凸缘、桁条的截面面积
• 3.2.2 梁剖面各点剪流
• 3.2.3 剖面内力作用下的扭转角
• 3.2.4 多闭剖面的弯心
• 3.2.5 剖面的扭转刚度
• 3.3 本章小节
• 第4章 飞行器结构的颤振问题
• 4.1 颤振概述
• 4.1.1 颤振是一种自激振动
• 4.1.2 颤振是几个自由度之间耦合作用的结果
• 4.1.3 颤振临界速度的概念
• 4.1.4 经典颤振与失速颤振
• 4.1.5 颤振研究方法的特点
• 4.2 颤振问题的物理本质
• 4.3 颤振问题的研究
• 4.4 影响颤振速度的因素
• 4.5 防止颤振的措施
• 4.6 本章小节
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及取得的科研成果
• 致谢