弹性支承对三维曲壁板颤振特性的影响

摘要：

提出了一种在四边简支曲壁板上附加一个弹性支承来提高曲壁板颤振临界动压的方法，研究了弹性支承的位置和刚度对曲壁板颤振速度的影响规律。应用von Karman大变形应变-位移关系来描述曲壁板的结构大变形，用一阶活塞气动力理论计算曲壁板的气动力，采用虚功原理和有限元方法，建立起带弹性支承的圆柱壳曲壁板在超音速气流中的颤振方程。通过求解曲壁板系统的特征方程获得其颤振临界动压。运用频率重合理论分别分析了改变弹性支承刚度和位置对曲壁板颤振特性的影响。结果表明，与不带弹性支承的曲壁板颤振特性相比，弹性支承位于不同位置时，会对曲壁板的颤振动压产生明显不同的影响：①弹性支承位于曲壁板中心点附近区域或位于弦向中线上时，都会导致曲壁板颤振动压降低且随着支承刚度的增大而减小；在曲壁板中心点处，颤振动压降低幅度最大；②弹性支承位置沿垂直于气流方向且远离弦向中线变化时，都会使颤振动压提高，且随着支承刚度的增大而增大；③当支承位置在前缘和后缘部位顺气流方向变化时，颤振动压都会提高；④采用附加弹性支承的方法来提高曲壁板颤振动压时，应将弹性支承布置在曲壁板展向中线距边界20％弦长处。

关键词：壁板颤振、弹性支承、特征值法、有限元法、频率重合

分类号：O322;V215.3(振动理论)

资助基金：国家自然科学基金11072198；高等学校学科创新引智计划B07050

在线出版日期：2014-09-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1-6,20