復合材料顫振模型的模態(tài)頻率誤差修正方法.pdf

1、碩士學位論文復合材料顫振模型的模態(tài)頻率誤差修正方法ErrOr—CorrectiOnMethodoftheModalFrequencyfortheCompositeFlutterModaI學號：呈!QQ壘QQ墨大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要飛機顫振風洞試驗是飛機研制過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，用以獲得飛機的關(guān)鍵氣動彈性數(shù)據(jù)，為飛機的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考依據(jù)。飛機顫振縮比模型是顫振風洞試驗

2、的主體，其性能的優(yōu)劣是決定顫振試驗能否成功的關(guān)鍵。復合材料結(jié)構(gòu)相似顫振模型采用相似理論與先進復合材料技術(shù)設(shè)計而成，與原機具有幾何相似、剛度相似、質(zhì)量相似和結(jié)構(gòu)部分相似，能夠在模型結(jié)構(gòu)上模擬原機骨架、蒙皮等承力結(jié)構(gòu)的載荷傳遞特性，大幅提高結(jié)構(gòu)效率、有效降低結(jié)構(gòu)重量，能很好地應用于先進飛行器的研制過程中。復合材料結(jié)構(gòu)相似顫振模型是以幾何和性能指標精確性為目標的高性能零件，在制造過程中，不能通過常規(guī)工藝盲目提高結(jié)構(gòu)的剛度指標；同時由于模型整體

3、結(jié)構(gòu)的復雜性，復合材料的分散性和裝配過程中的附加剛度影響，造成制造完成后雖然模型幾何精度滿足要求，但是模態(tài)固有頻率往往出現(xiàn)超差現(xiàn)象，不能滿足風洞試驗的要求。因此，本文提出一種復合材料結(jié)構(gòu)相似顫振模型制造過程中的模態(tài)頻率誤差修正方法。工作如下：首先，采用模態(tài)分析理論，結(jié)合具體制造工藝，將模態(tài)頻率誤差轉(zhuǎn)化為剛度誤差，基于復合材料層合板的彎扭耦合效應，提出一種在模型蒙皮內(nèi)側(cè)增加復合材料鋪層，改變模型剛度分布，并輔以質(zhì)量分布調(diào)整，從而實現(xiàn)顫振模

4、型模態(tài)頻率誤差修正的方法。其次，對顫振模型制造過程中所用增強纖維，樹脂和成型工藝進行了研究，提出了負偏差控制策略，使制造完成后的模型具有可補償性；以模型結(jié)構(gòu)動力學有限元分析為基礎(chǔ)，建立了以模態(tài)頻率誤差反求誤差修正方案的數(shù)學模型；發(fā)展了一種基于連續(xù)二次規(guī)劃的優(yōu)化策略，去除了對目標值影響小的設(shè)計變量，降低了設(shè)計規(guī)模，采用分步優(yōu)化，解決了混合變量優(yōu)化設(shè)計問題，獲得了誤差修正新增鋪層方案。最后，對復材模型模態(tài)頻率誤差修正方法進行了實驗驗證。采用