热声载荷作用下薄壁结构非线性响应分析和试验验证

作     者：沙云东 张墨涵 赵奉同 朱付磊 SHA Yundong;ZHANG Mohan;ZHAO Fengtong;ZHU Fulei

作者机构：沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室沈阳110136 北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100083 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2019年第40卷第4期

页      面：198-209页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：航空科学基金(20151554002)~~ 

主　　题：薄壁结构 热声载荷 非线性响应 屈曲 跳变 试验验证 

摘      要：针对热声载荷作用下薄壁结构大挠度非线性响应问题,开展了固支约束金属薄壁板结构热声激励试验及数值模拟分析。通过计算结果与试验结果对比,表明两者结果存在一致性,进而验证了薄壁板在热声载荷作用下动态响应计算方法和数值模型的有效性。在此基础上,针对加筋板结构完成了多种热声载荷组合作用下的动力学响应计算,获得了时域位移响应。重点对该结构在后屈曲状态下的3种典型振动形式进行分析,总结出热载荷与声载荷之间的相对强度决定了板的不同跳变形式。采用统计分析方法建立了位移响应的概率谱密度函数(PDF)并绘图,清楚地显示了后屈曲板的PDF表现出双峰现象。使用功率谱密度(PSD)函数分析了响应频率和峰值随着温度升高的变化,并确定了板的软化和硬化区域。总结了屈曲前/后结构特定区域拉应力和压应力的变化规律,并阐述了造成这种变化的原因。本文工作可对热声载荷作用下薄壁结构响应分析和动强度设计提供参考依据。