温度对复合材料舵面颤振特性的影响

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20210328.001

复合材料科学与工程 ›› 2021, Vol. 0 ›› Issue (3): 5-13.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20210328.001

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温度对复合材料舵面颤振特性的影响

王帅¹, 吴炜², 黄益民², 罗楚养^1,2*, 张向辉², 蔡培培²

1.东华大学民用航空复合材料协同创新中心,上海201620;
2.中国空空导弹研究院,洛阳471009

收稿日期:2020-08-06 出版日期:2021-03-28 发布日期:2021-04-30
通讯作者: 罗楚养(1984-),男,博士,高级工程师,主要从事复合材料结构与设计方面的研究,cyluo@dhu.edu.cn。
作者简介:王帅(1997-),男,硕士研究生,主要从事复合材料方面的研究。
基金资助:
航空科学基金(20180112008);青年人才托举工程(2016QNRC001);东华大学青年教师科研启动基金

THE INFLUENCE OF TEMPERATURE ON FLUTTER CHARACTERISTICS OF COMPOSITE RUDDER

WANG Shuai¹, WU Wei², HUANG Yi-min², LUO Chu-yang^1,2*, ZHANG Xiang-hui², CAI Pei-pei²

1. Collaborative Innovation Center for Civil Aviation Composites, Donghua University, Shanghai 201620, China;
2. China Airborne Missile Academy, Luoyang 471009, China

Received:2020-08-06 Online:2021-03-28 Published:2021-04-30

摘要/Abstract

摘要： 采用分步求解方法,先分析热效应产生的热应力,导入热刚度矩阵中计算壁板的附加刚度,再将壁板的热刚度效应引入热模态分析中,最后在壁板颤振模型中进行颤振分析。分别研究了热应力、材料模量和温度对复合材料舵面颤振特性的影响。结果表明:温度的升高降低了舵面各阶固有频率,频率下降幅度随阶数升高而增大,导致颤振发生的可能性增大;颤振速度随温升近似呈线性下降,且温度对材料参数的变化引起的舵面颤振速度下降比热应力引起的颤振速度下降更大。

关键词: 空空导弹, 复合材料, 舵面, 温度, 颤振

Abstract: The step-by-step solution method is adopted to analyze the influence of temperature on flutter characteristics of composite rudder. Firstly, thermal stress caused by the temperatureis analyzed, and the additional stiffness is calculated in the thermal stiffness matrix. Then, the thermal stiffness effect of the wall plate is imported into the thermal modal analysis. Finally, it is introduced into the rudder flutter model for flutter analysis. The effects of thermal stress, material modulus and temperature on the flutter characteristics of composite rudder were studied respectively. The results showed that the increase in temperature decreased the amplitude of natural frequency of each order of rudder to varying degrees. The frequency dropped dramatically with the increase of the order, which can increase the possibility of flutter. Flutter velocity decreases approximately linearly with temperature rise. The influence of the decline of material caused by temperature on flutter velocity of rudder is much stronger than thermal stress.

Key words: air-to-air missile, composites, rudder, temperature, flutter

中图分类号:

TB332

王帅, 吴炜, 黄益民, 罗楚养, 张向辉, 蔡培培. 温度对复合材料舵面颤振特性的影响[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(3): 5-13.

WANG Shuai, WU Wei, HUANG Yi-min, LUO Chu-yang, ZHANG Xiang-hui, CAI Pei-pei. THE INFLUENCE OF TEMPERATURE ON FLUTTER CHARACTERISTICS OF COMPOSITE RUDDER[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2021, 0(3): 5-13.

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