大范围运动悬臂梁理论模态计算与数值仿真

摘要：

飞行器运动过程中常存在沉浮、弯或扭等自由度,而经典的悬臂梁模型简化过多,因此在动力学仿真过程中,如模态计算中难以精确.为此,针对常见的伯努利-欧拉梁模型,首先将其拓展成为大范围运动悬臂梁模型,兼顾了机翼沉浮运动、机翼根部弯曲变形的情况.接着,借助整体坐标系与局部坐标系以及两者之间的联系,建立起较为真实的机翼结构数学模型,并在此基础上基于理论方法和数值计算的方式获得了自由振动状态下的模态频率.算例表明,基于此提出的拓展悬臂梁模型,在小角度弯曲变形的情况下,理论方法的模态频率和基于ANSYS计算的模态频率结果高度一致,但ANSYS的模态结果中同时存在摆动方向上的模态信息,若增加摆动方向上的零位移约束,又会造成模态频率数值上的偏高,在工程应用中值得注意.

关键词：模态理论、模态分析、悬臂梁模型、大范围空间运动

分类号：O357.1(流体力学)

资助基金：山东省博士科研基金项目;山东省博士科研基金项目;山东省自然科学基金;山东省高等教育青年创新科技计划

在线出版日期：2023-03-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：21-23,26