[發(fā)明專利]一種大展弦比飛機(jī)體自由度顫振的預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310875463.1
• 申請日: 2023-07-18
• 公開（公告）號: CN116611175B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李道春;王天杰;闞梓;姚卓爾;邵浩原;趙仕偉;羅漳平
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/28;G06F111/10;G06F113/08;G06F113/28;G06F119/14
• 代理公司: 北京天匯航智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11987
• 代理人: 高永

1.一種大展弦比飛機(jī)體自由度顫振的預(yù)測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1.針對大展弦比飛機(jī)建立大展弦比飛機(jī)剛性縱向小擾動方程；其中，該大展弦比飛機(jī)剛性縱向小擾動方程包括大展弦比飛機(jī)縱向小擾動系統(tǒng)矩陣；

步驟S2.對大展弦比飛機(jī)縱向小擾動系統(tǒng)矩陣進(jìn)行簡化處理，得到大展弦比飛機(jī)縱向小擾動簡化系統(tǒng)矩陣；

求解大展弦比飛機(jī)縱向小擾動簡化系統(tǒng)矩陣的特征根，計算得到大展弦比飛機(jī)的剛性短周期模態(tài)振蕩頻率；

步驟S3.針對大展弦比飛機(jī)建立大展弦比飛機(jī)機(jī)翼結(jié)構(gòu)柔性彎曲振動方程；

步驟S4.求解大展弦比飛機(jī)機(jī)翼結(jié)構(gòu)柔性彎曲振動方程，計算得到大展弦比飛機(jī)的柔性一階彎曲振動頻率；

步驟S5.聯(lián)立大展弦比飛機(jī)的剛性短周期模態(tài)振蕩頻率與大展弦比飛機(jī)的柔性一階彎曲振動頻率，得到大展弦比飛機(jī)剛?cè)狁詈夏Ｐ停?/p>

獲取大展弦比飛機(jī)的物理參數(shù)和與大展弦比飛機(jī)飛行速度相關(guān)的性能參數(shù)，代入大展弦比飛機(jī)剛?cè)狁詈夏Ｐ停玫酱笳瓜冶蕊w機(jī)體自由度顫振的產(chǎn)生條件；

根據(jù)大展弦比飛機(jī)體自由度顫振的產(chǎn)生條件，對大展弦比飛機(jī)體自由度顫振進(jìn)行預(yù)測，獲得大展弦比飛機(jī)體自由度顫振臨界速度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大展弦比飛機(jī)體自由度顫振的預(yù)測方法，其特征在于，大展弦比飛機(jī)縱向小擾動簡化系統(tǒng)矩陣表示為：

；

其中，；；；；表示大展弦比飛機(jī)的發(fā)動機(jī)推力；表示大展弦比飛機(jī)的迎角；表示大展弦比飛機(jī)的發(fā)動機(jī)推力方向與大展弦比飛機(jī)的機(jī)體軸形成的安裝角；表示大展弦比飛機(jī)的升力系數(shù)對大展弦比飛機(jī)的迎角的偏導(dǎo)數(shù)；表示動壓；表示大展弦比飛機(jī)的機(jī)翼面積；表示大展弦比飛機(jī)的質(zhì)量；表示大展弦比飛機(jī)的俯仰力矩系數(shù)對大展弦比飛機(jī)的迎角的偏導(dǎo)數(shù)；表示大展弦比飛機(jī)的平均氣動弦長；表示沿垂直于大展弦比飛機(jī)對稱平面的大展弦比飛機(jī)慣性軸的慣性矩；表示大展弦比飛機(jī)的俯仰力矩系數(shù)對大展弦比飛機(jī)的迎角關(guān)于時間的變化率的偏導(dǎo)數(shù)；表示大展弦比飛機(jī)的飛行速度；表示大展弦比飛機(jī)的俯仰力矩系數(shù)對大展弦比飛機(jī)的俯仰角速度的偏導(dǎo)數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大展弦比飛機(jī)體自由度顫振的預(yù)測方法，其特征在于，大展弦比飛機(jī)的剛性短周期模態(tài)振蕩頻率表示為：

。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大展弦比飛機(jī)體自由度顫振的預(yù)測方法，其特征在于，大展弦比飛機(jī)機(jī)翼結(jié)構(gòu)柔性彎曲振動方程表示為：

；

該大展弦比飛機(jī)機(jī)翼結(jié)構(gòu)柔性彎曲振動方程的邊界條件為：

；

其中，表示單位展長機(jī)翼偏離平衡位置的彎心的位移；表示單位展長機(jī)翼的彎曲剛度；表示機(jī)翼單位展長質(zhì)量；表示作用在單位展長機(jī)翼的升力；以上參數(shù)均是的函數(shù)；表示機(jī)翼的展向坐標(biāo)；表示時間；表示機(jī)翼展長的一半。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大展弦比飛機(jī)體自由度顫振的預(yù)測方法，其特征在于，大展弦比飛機(jī)的柔性一階彎曲振動頻率表示為：

；

其中，為以下方程數(shù)值最小的解：

。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大展弦比飛機(jī)體自由度顫振的預(yù)測方法，其特征在于，步驟S5中的所述獲取大展弦比飛機(jī)的物理參數(shù)，具體指根據(jù)大展弦比飛機(jī)的自身屬性，通過計算或測量得到物理參數(shù)的具體數(shù)值；所述物理參數(shù)包括單位展長機(jī)翼的彎曲剛度、機(jī)翼單位展長質(zhì)量、機(jī)翼展長的一半、大展弦比飛機(jī)的機(jī)翼面積、大展弦比飛機(jī)的平均氣動弦長、沿垂直于大展弦比飛機(jī)對稱平面的大展弦比飛機(jī)慣性軸的慣性矩、大展弦比飛機(jī)的發(fā)動機(jī)推力方向與大展弦比飛機(jī)的機(jī)體軸形成的安裝角和大展弦比飛機(jī)的質(zhì)量。