[发明专利]一种无附加气动阻尼的飞行器颤振特性分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及飞行器动强度和稳定性技术领域，具体为一种无附加气动阻尼的飞行器颤振特性分析方法，用于分析飞行器亚临界阻尼和频率特性。 

背景技术

在飞行器飞行过程中，其翼面结构会受到非定常气动力、惯性力及弹性力的耦合作用，使得飞行器在某个临界飞行速度下，结构会发生不衰减的振动——颤振，导致飞机结构破坏，酿成机毁人亡的惨剧，因此需要对飞行器颤振特性进行分析。 

目前分析飞行器颤振特性的方法是将颤振分析方程式中的非定常气动力分离为气动刚度项和气动阻尼项，然后求解特征值进而获得飞行器亚临界阻尼和频率特性，根据亚临界阻尼由负数变为正数的条件来确定颤振临界速度。与实际模型相比，该方法引入了一个附加气动阻尼项，虽然该附加气动阻尼项在颤振临界速度下是趋于消失的，但在亚临界条件下，由于该附加项的存在，不利于求得精确的飞行器亚临界阻尼特性和频率特性。 

在目前对飞行器颤振特性进行验证的颤振飞行试验过程中，出于安全考虑，不会使飞行速度趋于颤振临界速度，主要以计算所得的亚临界阻尼特性为参考，据此制定颤振试飞的计划以及指导试飞决策，因此需要精确分析飞行器亚临界阻尼特性和频率特性。 

发明内容

要解决的技术问题 

为了精确分析飞行器亚临界阻尼特性和频率特性，本发明提出了一种无附加气动阻尼的飞行器颤振特性分析方法。 

技术方案 

本发明的技术方案为： 

所述一种无附加气动阻尼的飞行器颤振特性分析方法，其特征在于：包括以下步骤： 

步骤1：建立飞行器气动弹性模型，并确定飞行器气动弹性模型的广义质量阵M，广义阻尼阵B，广义刚度阵K，广义非定常气动力影响系数矩阵Q(ik)，参考长度b；将广义非定常气动力影响系数矩阵Q(ik)分离为实部Q^R(k)和虚部Q^I(k)； 

步骤2：确定包含飞行器颤振临界速度的飞行速度范围，计算对应该速度范围内各个飞行速度点的各阶模态的亚临界阻尼g和频率f，其中g＝2γ，f＝ω/2π，γ为衰减率，ω为圆频率；其中计算对应该速度范围内某个速度点V的第j阶模态的亚临界阻尼g和频率f的步骤为： 

步骤2.1：选择减缩频率k的初始值k₀＝ω₀V/b，衰减率γ的初始值γ₀＝0，其中ω₀为飞行器结构固有频率； 

步骤2.2：迭代计算减缩频率k和衰减率γ：其中由减缩频率第n步迭代值k_n和衰减率第n步迭代值γ_n计算第n+1步迭代值k_n+1和γ_n+1的过程为：将k_n和γ_n带入无附加气动阻尼的飞行器颤振分析方程式 

[Ms2+(B-12ρVbQI(k)/k)s+K-12ρV2(QR(k)-γQI(k))]{q}=0]]>