飞机T型尾翼跨音速颤振特性研究

由于飞机T型尾翼的结构与气动布局特点,T型尾翼颤振计算不能套用常规尾翼的分析方法,而需要考虑平尾面内运动以及静升力等因素的影响。而跨音速空气压缩性效应和非定常气动力计算的不准确性,使得T型尾翼跨音速颤振计算更加困难,准确性较低。因此,需要采用试验为主计算为辅的方法来研究飞机T型尾翼跨音速颤振特性。针对某T型尾翼结构,用ZAERO软件等价片条势流跨音速颤振(ZTAIC)方法计算T型尾翼跨音速颤振特性,研究了马赫数、风洞气流密度和平尾迎角对T型尾翼颤振特性的影响。通过升力系数斜率空气压缩性修正计算方法和跨音速颤振模型风洞试验方法得到了飞机T型尾翼的跨音速颤振的凹坑曲线和空气压缩性特性,两种方法得到结果一致。     

某型飞机中央翼下壁板断裂失效分析

对某型飞机中央翼下壁板断裂失效的性质和原因进行了断口分析和受力分析,得出该壁板系机械疲劳断裂失效;其原因主要是局部应力较高,孔边应力集中严重以及壁板产生多处损伤.同时说明了壁板修理情况及效果.     

A CFD/CSD Model for Transonic Flutter

In this paper, a rapid deforming technique is developed to generate dynamic, three-dimensional, multi-block, mesh. The second-order Runge-Kutta time-marching method is used to solve the structural equations of motion. A dual-time method and finite volume discretization are applied for the unsteady Euler/Navier-Stokes equations to calculate the aerodynamic forces, in which the physical time step is synchronous with the structural equations of motion. The Spalart-Allmaras turbulence model is adopted for a turbulent flow. Due to mass dissimilarity, exiting in flutter calculations for a compressible flow, methods of variable mass and variable stiffness are developed to calculate the dynamic pressure of flutter at the point of mass similarity, and the flutter characteristics are then obtained in accordance with similarity rule. For completeness, the calculated transonic flutter characteristic results are presented and discussed for a double-wing and an aircraft model.     

非结构运动网格下的三维机翼颤振数值分析

利用非结构运动网格技术,考虑三维机翼弹性变形求解三维跨音速非定常流场,同时耦合多自由度结构运动方程进行跨音速标模算例AGARD445.6机翼的颤振数值分析。采用的流动控制方程为三维非定常Euler方程。用中心有限体积法进行空间离散,用双时间隐式方法进行时间推进。数值分析获得的颤振临界速度与马赫数关系曲线明显反映了跨音速颤振临界速度随马赫数变化出现“凹坑”的物理特征。同时,数值分析结果与风洞实验结果一致性较好验证了所使用的方法。     

带外挂后掠机翼极限环颤振的分析与实验研究

从理论及实验两方面，研究了带外挂后掠机翼的极限环颤振分叉现象，得到了稳定、半稳定及不稳定极限环。理论分析采用谐波平衡法，并通过在时域拟合非定常空气动力后，用数值积分法对所得结果进行了比较。风洞实验结果验证了理论分析结果的正确性。     

Numerical Analysis of Bird Impact on Glass-Reinforced Leading Edge of an Aircraft Wing

The paper describes the methodology of modeling and simulation of bird impact mechanism of GLARE laminate structures. The bird is modeled using Lagrangian concept. Explicit finite element techniques have been developed to simulate the impact mechanics. The study involves deeper understanding of impact dynamics and contact mechanics. The bird impact analysis has been carried out on typical configuration of GLARE 3/2, 4/3, 5/4, 6/5, 7/6 and 8/7. The results of stress propagation and material deformation at high strain rate have been obtained. Results from the numerical analysis are compared with experimental results, and the material is found to be capable of absorbing the impact energy. The results also show that the bird material model chosen to simulate for carrying out impact mechanics analysis is found to be capable of capturing most of the complex behavior exhibited by functional structural material GLARE.     

大展弦比夹芯翼大攻角颤振分析

首先导出大展弦比复合材料梁弯扭耦合模态的半解析解，对具有NACA0012翼型的大展弦比的夹芯翼，在模态空间内建立了运动方程。然后采用半经验的ONERA非线性气动力模型描述空气动力，形成了对大展弦比夹芯翼大攻角气动弹性问题的描述。通过结构求解器和空气动力求解器联合求解来完成非线性颧振边界的计算。为了验证非线性颤振边界的求解方法，还利用ONERA气动力模型中的线性部分建立了夹芯翼的线性颤振方程。结果表明：零翼根攻角时，线性颤振速度与用非线性颧振边界求解方法得到的颧振速度完全一致；颤振速度随翼根攻角的增加而迅速减小；复合层铺设方式对颤振速度有较大影响。     

结构参数对机翼非线性颤振系统混沌运动特性的影响

机翼非线性颤振系统中的混沌运动是一种复杂的非线性动力学现象,研究结构参数对机翼非线性颤振系统混沌运动特性的影响,对非线性动力学系统的混沌运动控制具有重要意义。建立具有立方型非线性操纵刚度的带操纵面二元机翼的颤振方程,采用数值积分方法分别获得该非线性颤振系统在不同阻尼水平和不同操纵刚度下的分岔特性图。对分岔特性图进行对比分析结果表明：操纵面的操纵刚度并不影响系统的混沌运动特性,而操纵面偏转自由度或机翼俯仰自由度上的阻尼将会影响系统混沌颤振区域内的周期窗口,进而影响系统的混沌运动特性,特别是两自由度中任意一个的阻尼水平减小到一定程度时,系统混沌颤振区域内的周期窗口都将会消失;但是,单一的减小某个自由度上的阻尼水平,会使机翼非线性颤振系统的颤振临界速度降低。为了使得该系统在混沌颤振区域内不产生周期窗口又不降低其颤振临界速度,可采用在减小俯仰自由度阻尼的同时增大操纵面偏转自由度阻尼的方法。     

带有结构刚度非线性的跨音速翼型颤振特性研究

以非定常纳维尔－斯托克斯方程为主管方程,计算翼型振荡的瞬态非定常气动力,并与带有结构刚度非线性的颤振方程耦合求解,用时间推进的方法,计算了带有结构刚度非线性的结构响应特性,及带有三次型刚度和间隙型刚度非线性的跨音速翼型库振特性。计算研究表明,岂于同时具有结构和气动非线性,导致了振荡极限环极为复杂的特性。     

一种考虑攻角影响的超音速翼面颤振分析方法

采用活塞理论计算非定常气动力，用新的方法考虑了攻角的影响，和颤振运动方程耦合求解三维翼面的颤振临界条件。分别计算了四种翼型(平板翼，圆弧翼，六边形翼和四边形翼)的颤振临界速度，计算结果和风洞试验数据比较，二者相当一致。     

偏航 侧摆联接刚度对带外挂三角机翼颤振特性的影响

本文对一带外挂三角翼模型进行了颤振理论计算和风洞实验。分析了机翼/外挂系统偏航及侧摆联接刚度对颤振特性的影响,并在低速风洞中进行了模型吹风实验。实验结果与理论计算相吻合,根据研究结果,得出了一些有参考价值的结论。     

用解耦挂架抑制机翼/外挂颤振的低速风洞试验研究

进行了用解耦挂架抑制机翼/外挂颤振的低速风洞试验研究。试验分别在二元机翼及大展弦比机翼颤振模型上进行。试验结果表明:机翼/固接外挂颤振速度低于单独机翼颤振速度;而当外挂俯仰频率落入柔性区范围时,机翼/铰接外挂颤振速度高于单独机翼颤振速度,且其颤振速度对外挂惯性特性的变化比较不敏感。试验结果还表明:阻尼对用解耦挂架抑制机翼/外挂颤振的效果有重要影响。阻尼过小时,可能发生以外挂模态为主的颤振,使颤振速度降低。文中还讨论了外挂铰点弦向、展向位置的影响。同时进行了相应的理论计算,计算结果与试验结果基本相符。     

电磁阻尼器对机翼外挂系统颤振增益调度控制

分析了电磁阻尼器的减振机制，选择了电流为增益调度控制的可控量。建立了机翼外挂利用电磁阻尼器进行增益调度控制模型，仿真计算结果表明了方案的可行性，据此设计制造了机翼外挂颤振半主动抑制的实验模型及相应的控制电路系统，风洞实验结果表明，利用电磁阻尼器半主动控制技术，可使机翼外挂系统颤振在相当大的速度范围内受到抑制。     

前缘激波脱体的大迎角翼面颤振工程计算方法

本文利用二阶线化理论对当地流活塞理论作了修正 ,利用激波脱体的临界折角确定翼型上声速线位置 ,并用插值法估计脱体激波到声速线之间局部亚音速区的当地气流参数 ,声速线后的当地气流参数仍由膨胀波公式计算 ,从而形成了适合于激波脱体流态的小展弦比大迎角翼面颤振工程估算的一整套方法。如考虑翼前缘圆角的存在 ,全部Mn >1的小展弦翼面都可用本文方法统一进行颤振分析。经Ma =1.1～ 2 .5的带迎角舵模型风洞颤振试验验证 ,表明本文方法具有一定的精度 ,能满足工程设计要求。     

某机尾桨轴颈叉耳耳环断裂分析

对某机尾浆轴颈叉耳耳环提前破坏原因进行了全面的检查分析。结果表明：叉耳耳环提前破断是由于耳孔与销子配合不当,而产生滑动磨损（微动）引起疲劳断裂,其磨损特征也不是单一的,而是粘着磨损、磨粒磨损和接触疲劳磨损的复合磨损方式。     

飞机噪声预测与仿真技术研究

为弥补现行飞机噪声环境影响评价方法的不足,根据飞行航线的几何特点,设计了一套科学实用飞机噪声评价量计算算法,给出了算法的基本思想和仿真模型。将GIS技术引入到飞机噪声预测与仿真过程中,探讨了GIS在噪声等值线的绘制和后续评价过程中的应用。实例表明,飞机噪声预测模型运行状况良好,计算噪声较为准确,GIS能极大地提升模型的空间数据处理与分析能力,使整个评价过程更科学、更直观。     

Numerical Simulations of Inter-laminar Damage Evolution in a Composite Wing Box

In this paper, a numerical study has been carried out on skin delamination and skin-stringer debonding growth in a composite wing-box under compressive loading conditions. The adopted numerical models use the Virtual Crack Closure Technique to simulate the inter-laminar damage evolution and the numerical analyses have been performed by means of the FEM code ABAQUS and B2000++. The obtained numerical results have been assessed and compared each other in terms of delaminated area evolution, delamination growth initiation load and strain distributions. In order to investigate the effectiveness of the adopted numerical platforms in predicting the evolution of inter-laminar damages, comparisons with experimental data, in terms of load displacement curves and strains in the debonding area, have been also introduced.     

某飞机二领玻璃失效原因分析

某飞机在8300m高空执行飞行任务时,二领玻璃突然爆破.通过分析找出爆破原因是由于玻璃在应力及微量溶剂作用下形成银纹,进而发展成裂纹,在疲劳载荷的作用下进一步发展导致失效.然后又做了微量溶剂-密封胶对有机玻璃腐蚀影响的对比试验,以便考证有机玻璃对密封胶的抗浸蚀能力.