一种基于温度效应的变刚度颤振模型设计方法技术

本申请属于颤振模型设计领域，特别涉及一种基于温度效应的变刚度颤振模型设计方法。包括：步骤一、获取变刚度颤振模型，所述变刚度颤振模型包括由承力结构以及维形结构构成的整体，其中，所述承力结构采用弹性模量随温度变化的材料，所述承力结构的上表面以及下表面设置有电加热机构，所述承力结构的侧面设置有温度传感器；步骤二、通过共振试验或者刚度试验标定所述温度传感器测得的温度与所述承力结构的刚度系数之间的关系；步骤三、在风洞试验时，根据刚度系数需求，通过所述电加热机构将所述承力结构加热到对应的温度，得到预定刚度系数的变刚度颤振模型。本申请有利于节约变刚度颤振模型加工费用、提高试验速度以及安全性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于温度效应的变刚度颤振模型设计方法


[0001]本申请属于颤振模型设计领域，特别涉及一种基于温度效应的变刚度颤振模型设计方法。

技术介绍

[0002]利用风洞模型进行颤振试验是飞机设计过程中必不可少的研究内容，也是辅助理论研究的必要手段。颤振风洞试验需要对部分敏感参数进行变参，刚度是其中重要的一部分，对于翼面梁肋等整体性较强的部件，传统的梁架形式的模型，在装配后难以进行更换不同尺寸的梁架，如果考虑变化梁肋的刚度，需要再单独加工一个模型，造成较高的成本。
[0003]因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是提供了一种基于温度效应的变刚度颤振模型设计方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。
[0005]本申请的技术方案是：
[0006]一种基于温度效应的变刚度颤振模型设计方法，包括：
[0007]步骤一、获取变刚度颤振模型，所述变刚度颤振模型包括由承力结构以及维形结构构成的整体，其中，所述承力结构采用弹性模量随温度变化的材料，所述承力结构的上表面以及下表面设置有电加热机构，所述承力结构的侧面设置有温度传感器；
[0008]步骤二、通过共振试验或者刚度试验标定所述温度传感器测得的温度与所述承力结构的刚度系数之间的关系；
[0009]步骤三、在风洞试验时，根据刚度系数需求，通过所述电加热机构将所述承力结构加热到对应的温度，得到预定刚度系数的变刚度颤振模型。
[0010]在本申请的至少一个实施例中，所述变刚度颤振模型为翼面。
[0011]在本申请的至少一个实施例中，所述承力结构为梁架。
[0012]在本申请的至少一个实施例中，所述承力结构的材质为光敏树脂、玻璃钢或赛璐珞。
[0013]在本申请的至少一个实施例中，所述维形结构的材质为木框、纸或胶膜。
[0014]在本申请的至少一个实施例中，所述电加热机构的加热温度不超过所述维形结构的燃点或熔点。
[0015]在本申请的至少一个实施例中，所述电加热机构采用电阻加热方式，在所述变刚度颤振模型加工时，将电阻均匀埋入所述承力结构。
[0016]在本申请的至少一个实施例中，所述电加热机构在所述承力结构上布置多个区域，所述电加热机构能够对所述承力结构的某一区域或部分区域进行加热。
[0017]在本申请的至少一个实施例中，所述电加热机构在所述承力结构上布置多个区域，所述电加热机构能够对所述承力结构的不同区域进行不同温度加热。
[0018]专利技术至少存在以下有益技术效果：
[0019]本申请的基于温度效应的变刚度颤振模型设计方法，通过选取特殊材料设计风洞颤振模型，利用材料弹性模量随温度改变的特性，试验时通过控制承力结构的温度来改变模型的弹性模量，从而实现改变变刚度颤振模型整体刚度的功能，有利于节约变刚度颤振模型加工费用、提高试验速度以及安全性。
附图说明
[0020]图1是本申请一个实施方式的变刚度颤振模型示意图。
[0021]其中：
[0022]1‑
承力结构；2
‑
维形结构；3
‑
电加热机构；4
‑
温度传感器。
具体实施方式
[0023]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
[0024]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
[0025]下面结合附图1对本申请做进一步详细说明。
[0026]本申请提供了一种基于温度效应的变刚度颤振模型设计方法，包括以下步骤：
[0027]步骤一、获取变刚度颤振模型，变刚度颤振模型包括由承力结构1以及维形结构2构成的整体，其中，承力结构1采用弹性模量随温度变化的材料，承力结构1的上表面以及下表面设置有电加热机构3，承力结构1的侧面设置有温度传感器4；
[0028]步骤二、通过共振试验或者刚度试验标定温度传感器4测得的温度与承力结构1的刚度系数之间的关系；
[0029]步骤三、在风洞试验时，根据刚度系数需求，通过电加热机构3将承力结构1加热到对应的温度，得到预定刚度系数的变刚度颤振模型。
[0030]本申请的基于温度效应的变刚度颤振模型设计方法，当设计的变刚度颤振模型为翼面时，承力结构1为使用特殊材料制造的梁架，其材料弹性模量随温度变化较大，例如光敏树脂、玻璃钢或赛璐珞，根据温度变化范围对刚度变化系数有初步的预估，试验时对承力结构1进行加热，并通过温度传感器4反馈，对温度进行精准控制；维形结构2为翼面的外型，维形结构2的材质可以是木框、纸或胶膜等。
[0031]本申请的基于温度效应的变刚度颤振模型设计方法，在刚度颤振模型设计时，常
温情况力结构1的刚度最大，电加热机构3工作后，承力结构1的弹性模量下降，导致刚度下降；承力结构1的最大温度不宜过高，电加热机构3应避免与维形结构2直接接触，加热温度避免超过维形结构2材料(如木框、纸、胶膜)的燃点或熔点，也应避免产生塑性变形。
[0032]在本申请的优选实施方案中，电加热机构3可以采用电阻加热方式，在变刚度颤振模型加工时，将电阻均匀埋入承力结构1，电阻分布均匀，电阻可以均匀加热也可以局部加热，电加热机构3可以分区工作，即仅某一部分区域加热，或者不同区域加热温度不同，温度传感器4布置在电阻附近的适当位置。在本申请的一个实施方式中，电加热机构3在承力结构1上布置多个区域，电加热机构3能够对承力结构1的某一区域或部分区域进行加热。在本申请的另一个实施方式中，电加热机构3在承力结构1上布置多个区域，电加热机构3能够对承力结构1的不同区域进行不同温度加热。
[0033]本申请的基于温度效应的变刚度颤振模型设计方法，风洞试验前需要进行标定，对加热至某一温度的变刚度颤振模型进行地面刚度试验或共振试验，根据试验结果评估出标定出不同温度对应的刚度变化系数，风洞试验时根据刚度系数需求，设置相应的温度对承力结构1进行加热，从而实现预期的承力结构1变刚度目标。另外，吹风时，变刚度颤振模型的热量流失本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于温度效应的变刚度颤振模型设计方法，其特征在于，包括：步骤一、获取变刚度颤振模型，所述变刚度颤振模型包括由承力结构(1)以及维形结构(2)构成的整体，其中，所述承力结构(1)采用弹性模量随温度变化的材料，所述承力结构(1)的上表面以及下表面设置有电加热机构(3)，所述承力结构(1)的侧面设置有温度传感器(4)；步骤二、通过共振试验或者刚度试验标定所述温度传感器(4)测得的温度与所述承力结构(1)的刚度系数之间的关系；步骤三、在风洞试验时，根据刚度系数需求，通过所述电加热机构(3)将所述承力结构(1)加热到对应的温度，得到预定刚度系数的变刚度颤振模型。2.根据权利要求1所述的基于温度效应的变刚度颤振模型设计方法，其特征在于，所述变刚度颤振模型为翼面。3.根据权利要求2所述的基于温度效应的变刚度颤振模型设计方法，其特征在于，所述承力结构(1)为梁架。4.根据权利要求3所述的基于温度效应的变刚度颤振模型设计方法，其特征在于，所述承力结构(1)的材质为光敏树...

【专利技术属性】
技术研发人员：王赫喆，吴江鹏，沈恩楠，苍峰，于佳鑫，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：