复合材料机翼动力学等效及颤振分析

【摘要】：本文对复合材料机翼的结构动力学等效技术进行了研究,开展了静力加载分析和地面共振试验加以验证,并对等效模型的颤振特性进行了对比分析。以复合材料机翼实物模型为研究对象,采用了能量等效法计算得到了机翼刚度分布。依据机翼刚度分布,设计制造了等效铝合金梁架机翼实物模型。分别建立了复合材料机翼和等效金属机翼的有限元模型,进行了结构动力学特性和颤振特性对比分析,并对复合材料机翼实物模型和等效金属机翼实物模型进行了静力试验和地面共振试验,以及颤振分析。从仿真和试验结果可以得出,等效金属机翼与复合材料机翼的前六阶模态一一对应,且频率接近,其中颤振主要参与模态误差不大于5%;等效金属机翼在刚度特性上可以表征复合材料机翼,等效方法合理有效;颤振分析结果显示,两者颤振参与模态相同且颤振速度接近,可为大型客机复合材料机翼分析和设计提供方法。