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《西南交通大学》 2010年
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薄壳气动弹性非线性响应研究

范晨光  
【摘要】:为研究高速飞行薄壳的气动弹性非线性颤振响应,本文基于超音速气动力活塞理论和大变形几何非线性理论,建立了薄壳大挠度气动弹性颤振方程。采用微分求积法(DQM)对气动弹性方程进行离散,将DQM与模态缩减方法(NMs)相结合对系统进行降维,数值模拟了薄壳的非线性气动弹性响应情况。主要内容包括: (1)薄壳在蒙皮设计中存在多种形式,对各类结构形式分别进行气动颤振研究是非常繁琐的工作。选取圆柱形扁壳和完全截锥壳作为两类基本研究模型,将薄壳的气动弹性颤振问题归结为对这两类模型的气动弹性颤振问题的研究,建立了两类模型的大挠度气动弹性振动方程。 (2)将微分求积法(DQM)引入到薄壳大挠度气动弹性颤振方程的离散化过程中。建立了几何非线性圆柱形扁壳气动弹性颤振方程的二维DQM离散格式及几何非线性完全截锥壳气动弹性颤振方程的一维DQM离散格式。 (3)圆柱形扁壳气动弹性颤振问题,包括线性分析和非线性响应分析。在线性分析中,用特征值方法分析了结构系统的固有频率及气动弹性系统的颤振临界动压;讨论了不同网点数对计算精度的影响;讨论了不同曲率、不同长宽比、初应力对系统的颤振临界动压的影响。在非线性分析中,采用模态缩减方法对系统进行降维,通过数值积分着重研究了系统的模态截断问题及各类非线性响应现象与模态截断的联系。结果表明,极限环响应、概周期响应和混沌运动是圆柱形扁壳非线性响应的三种基本类型。讨论了不同曲率参数下产生极限环颤振的形态,讨论了曲率、初应力等参数对极限环颤振幅值的影响。研究了一类小周角、小曲率扁壳的气动叉式分岔行为;研究了特定动压下,以初应力为参数的分岔过程及通向混沌的途径。 (4)完全截锥壳气动弹性颤振问题,包括线性分析和非线性响应分析。在线性分析中,用特征值方法分析了不同周向波数对应的系统固有频率及1-2阶模态耦合颤振临界动压;讨论了网点取值对计算精度的影响;讨论了不同顶角、径厚比及长径比时,系统的最小临界动压及对应周向波数;讨论了旋转角速度、初应力等参数对系统固有频率及颤振临界动压的影响。在非线性分析中,基于驻波颤振假设,结合线性模态缩减手段,研究了极限环颤振的幅值随动压的变化情况;研究了几何参数、初应力及旋转角速度对极限环幅值的影响。 (5)完全圆柱壳和完全锥壳气动弹性颤振问题。作为截锥壳方程的特例,其气动弹性性质与完全截锥壳的非常类似。对完全圆柱壳气动弹性问题的研究,主要集中在边界条件、内压、轴压对颤振临界动压的影响以及极限环幅值的预测。由于完全锥壳在顶点的奇异性,采用近似方法求解了不同边界条件下的颤振临界动压,预测了驻波颤振极限环的幅值。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:V215.3

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 董宇;亚音速流下壁板气动弹性复杂响应研究[D];西南交通大学;2011年
2 黄恒;功能梯度壁板气动弹性响应研究[D];西南交通大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 ;Nonlinear flutter of a two-dimension thin plate subjected to aerodynamic heating by differential quadrature method[J];Acta Mechanica Sinica;2008年01期
2 范晨光;杨翊仁;;叠层板状结构流致振动特性研究[J];工程力学;2007年09期
3 ;DIFFERENTIAL QUADRATURE METHOD TO STABILITY ANALYSIS OF PIPES CONVEYING FLUID WITH SPRING SUPPORT[J];Acta Mechanica Solida Sinica;2000年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 向天宇,郑建军;单向变厚度连续薄板的稳定计算[J];四川建筑科学研究;1999年03期
2 袁玉全;彭建设;向必纯;包兴明;;矩形薄板瞬态动力响应的DQ空-时半解析法研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年01期
3 方方;;江苏省经济发展与土地非农化耦合关系分析与测度[J];安徽农业科学;2010年22期
4 ;Nonlinear aeroelastic analysis of a two-dimensional wing with control surface in supersonic flow[J];Acta Mechanica Sinica;2010年03期
5 周欣竹;连续板自由振动的传递矩阵法[J];北方交通大学学报;1997年04期
6 曹志远;复合材料/混凝土复合板件的动力分析解[J];玻璃钢/复合材料;2003年05期
7 靳文强;陈丽萍;刘京学;;滑移爆炸冲击荷载作用下矩形复合板的动力响应分析[J];爆破器材;2010年03期
8 郑百哲,李亚红;自由层阻尼复合板减振特性的研究[J];北京轻工业学院学报;1992年01期
9 汪建新;孙建平;;磁致伸缩换能器辐射板活塞振动幅值的近似计算[J];包头钢铁学院学报;2006年03期
10 郭春霞;;扁球壳的自由振动[J];内蒙古科技大学学报;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 梁莉;马旭;;轮毂型压电蠕动泵的结构设计与仿真[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 陈大林;吴连军;;气动载荷对板结构动态特性的影响分析[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
3 王考;陶俊勇;陈循;;单锤激励下气动式振动台的响应分析[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
4 叶伟坤;孟庆山;;裸洞隧道病害形成耦合机制分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
5 刘兆存;秦耀辰;范玮佳;;第五章 城市区域发展的非线性模型[A];中原城市群科学发展研究[C];2008年
6 杨志安;冯宏伟;李高峰;;两端固定电机端盖主共振分析[A];第21届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2012年
7 秦雅菲;张伟星;张其林;;无单元法在加肋板自由振动问题中的应用[A];第三届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2003年
8 秦雅菲;张伟星;张其林;;无单元法在弹性地基板自由振动问题中的应用[A];第三届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2003年
9 孙战金;张其林;;膜结构预张力测定技术简述[A];第四届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2004年
10 吴连军;杨翊仁;胡绍全;;二维薄板在超音速流中的响应[A];四川省力学学会2008年学术大会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 袁丽芸;水中ACLD圆柱壳谐耦振的高精度方法及振动特性[D];华中科技大学;2011年
2 郑绵彬;多场耦合作用下双层复合壳的损伤模型与可靠性研究[D];华南理工大学;2011年
3 袁江波;圆盘式压电发电装置发电性能及其关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 王新杰;PLZT光致伸缩特性及光电层合回转薄壳主动控制的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 郭长青;输流管道与轴向流中板状结构的流致振动与稳定性[D];清华大学;2010年
6 孙亚波;冷轧带钢板形控制目标模型研究[D];燕山大学;2010年
7 李耀伍;机电集成静电谐波微马达动力学特性研究[D];燕山大学;2011年
8 孙丽波;微板多物理场耦合非线性动力学研究[D];燕山大学;2011年
9 袁丽芸;水中ACLD圆柱壳谐耦振的高精度方法及其振动特性[D];华中科技大学;2011年
10 刘荣梅;基于界面分析的光纤智能复合材料结构强度性能研究[D];南京航空航天大学;2010年
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2 刘新;超声波辅助珩齿加工工件对系统谐振频率影响的研究[D];太原理工大学;2011年
3 周小强;基于声子晶体周期薄板结构低频率带隙机理研究及其应用[D];湖北工业大学;2011年
4 康忠伟;基于时域传输技术的谷物含水率测试技术研究[D];黑龙江八一农垦大学;2011年
5 姬玉芳;基于压电效应的压电发电技术研究[D];中北大学;2011年
6 史春风;声振法在混凝土路面脱空检测中的应用[D];中南大学;2011年
7 肖静;敷设自由阻尼层的水下非圆柱壳的振动声辐射特性研究[D];长安大学;2011年
8 陈娟;广义同步的复杂性研究[D];江南大学;2011年
9 董宇;亚音速流下壁板气动弹性复杂响应研究[D];西南交通大学;2011年
10 张韬;亚音速壁板稳定性研究[D];西南交通大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;Nonlinear flutter of a two-dimension thin plate subjected to aerodynamic heating by differential quadrature method[J];Acta Mechanica Sinica;2008年01期
2 石振海;李克智;李贺军;田卓;;航天器热防护材料研究现状与发展趋势[J];材料导报;2007年08期
3 王琳,倪樵;用微分求积法分析输液管道的非线性动力学行为[J];动力学与控制学报;2004年04期
4 ;DIFFERENTIAL QUADRATURE METHOD TO STABILITY ANALYSIS OF PIPES CONVEYING FLUID WITH SPRING SUPPORT[J];Acta Mechanica Solida Sinica;2000年04期
5 杨杰,沈惠申;热/机械载荷下功能梯度材料矩形厚板的弯曲行为[J];固体力学学报;2003年01期
6 叶敏,陈予恕;弹性屈曲梁在参数激励下的倍周期分叉[J];固体力学学报;1998年04期
7 叶献辉;杨翊仁;范晨光;;热环境下壁板非线性颤振分析[J];计算力学学报;2009年05期
8 黄玉盈,钱勤,徐鉴,邹时智,李琳;输液管的非线性振动、分叉与混沌——现状与展望[J];力学进展;1998年01期
9 张伟,霍拳忠;参数激励与强迫激励联合作用下非线性振动系统的分叉[J];力学学报;1991年04期
10 周凤玺;李世荣;;功能梯度材料矩形板的三维静动态响应分析[J];力学学报;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 吴志强;丁然;;气动热载荷共同作用下功能梯度材料板的模态相互作用[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 陈大林;壁板气动弹性复杂响应研究[D];西南交通大学;2008年
2 丁然;气动力及热载荷作用下功能梯度材料矩形板的非线性动力学[D];天津大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 ;HOPF BIFURCATION OF A NONLINEAR RESTRAINED CURVED PIPE CONVEYING FLUID BY DIFFERENTIAL QUADRATURE METHOD[J];Acta Mechanica Solida Sinica;2003年04期
2 陈贵清,杨翊仁;受非线性支承的板状梁结构流致振动研究[J];固体力学学报;2003年03期
3 鲁丽,杨翊仁;不可压缩流中非对称板状结构模态局部化分析的摄动法[J];核动力工程;2002年03期
4 倪樵,黄玉盈,陈贻平;微分求积法分析具有弹性支承输液管的临界流速[J];计算力学学报;2001年02期
5 鲁丽,杨翊仁;矩形管内不可压缩粘性流中简支梁的稳定性[J];西南交通大学学报;2001年06期
6 陈贵清,杨翊仁;振荡流作用下的非线性板状梁结构参数共振研究[J];西南交通大学学报;2002年S1期
7 郭长青,张兆湘,邹长川;叠层板型元件模型干模态固有频率与振型分析[J];中南工学院学报;1995年01期
【相似文献】
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2 田晓;郑贇;;翼型颤振分析的时域方法[J];科学技术与工程;2010年19期
3 惠俊鹏;杨勇;杨建民;;导弹气动弹性稳定性分析[J];导弹与航天运载技术;2010年04期
4 陈艾荣,项海帆;大跨刚构桥梁气动弹性试验及分析[J];振动工程学报;1999年04期
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9 王华毕;黄晓鹏;吴甲生;;大长径比旋转火箭弹气动弹性数值计算[J];弹箭与制导学报;2006年S5期
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8 霍应元;谭申刚;郭润江;;大型飞机气动弹性设计的工程考虑[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
9 徐敏;安效明;陈士橹;;一种CFD/CSD耦合计算方法[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(上册)[C];2004年
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1 张峰秋;科技潮头踏浪行[N];中国航空报;2005年
2 通讯员 徐澄;西工大庆贺陈士橹院士80寿辰暨从教55周年[N];中国航空报;2000年
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5 王钟强;美国研究未来垂直/短距起落支线飞机[N];中国航空报;2002年
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7 ;情系运八 志存蓝天[N];中国航空报;2004年
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1 范晨光;薄壳气动弹性非线性响应研究[D];西南交通大学;2010年
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1 周文博;基于结构动力学方法的气动弹性分析[D];复旦大学;2010年
2 董宇;亚音速流下壁板气动弹性复杂响应研究[D];西南交通大学;2011年
3 宋智广;超声速梁板结构气动弹性颤振分析及控制[D];哈尔滨工业大学;2011年
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6 樊则文;导弹伺服气动弹性稳定性分析方法研究[D];西北工业大学;2005年
7 张伟伟;超音速、高超音速非线性气动弹性问题研究[D];西北工业大学;2004年
8 张伟;直升机旋翼气动弹性响应的数值积分算法研究[D];南京航空航天大学;2010年
9 李珂;大展弦比飞翼布局飞机气动弹性特性研究[D];西北工业大学;2007年
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