一种改进地基于某NASTRAN地抖振响应工程计算方法

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1、实用基于NASTRAN的抖振响应工程计算方法吴谦1杨智春2李斌2（1上海飞机设计研究院，上海，200232）（2西北工业大学航空学院，西安，710072）摘要：本文首先基于经典的随机振动理论和气弹分析方法，给出了工程适用的抖振响应估计方法。该方法使用刚性模型测得翼面上的抖振脉动压力载荷作为抖振响应计算的输入激励，应用经典的偶极子网格法来考虑气弹耦合效应所引起的非定常气动力贡献，并将这两部分气动载荷同时作用在弹性翼面结构上，应用随机振动响应计算方法，估计翼面的抖振响应。本文分析了NASTRAN在突风响应计算方面的功能，对比分析了突风响应计算和抖振响应计算之

2、间的异同特征，提出了一种利用NASTRAN的突风响应计算模块和随机响应计算模块，通过DMAP语言进行程序二次开发，适当修改相关求解流程实现抖振响应计算的方法。动力学相似模型的试验结果与仿真计算结果进行了对比，证明了方法的正确性和可行性。关键词：抖振，突风响应，气动弹性，NASTRANAnalysisofTheEngineeringCalculationMethodForBuffetingResponseBasedonNastranWuQian1,yangzhichun2,libin2(1.ShanghaiAircraftDesignAndResearch

3、Institute,Shanghai,200232,China)(2.SchoolofAeronautics,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an,710072,China)[Abstract]Basedonclassicalrandomvibrationtheoryandaeroelasticanalysismethod,Thispaperproposedabuffetresponsepredictionmethod.Thismethodusespowerspectraldensityoffluctuati

4、onpressureobtainedfromwind-tunneltestofarigidscale-modelasexternalexcitation,andaerodynamicloadduetowingmotioncanbecalculatedusingthesubsonic`doublet-latticeliftingsurfacemethod.Applyingthefluctuationpressureandtheaerodynamicloadontheflexiblewingstructure,thewingbuffetingresponse

5、couldbepredictedusingrandomvibrationresponsecalculationmethod.ThispaperanalysisthegustresponsecomputationmoduleofNASTRAN,andthenthedifferencesbetweengustresponsecomputationandbuffetresponsecomputationwerediscussed.Amodificationmethodtorealizethecalculationofbuffetingresponsebyusi

6、ngtheDMAPlanguagetoadjustthegustresponsecomputationalproceduresandtherandomresponsecomputationalproceduresofNASTRANwasproposed.Anumericalexamplewascomparedwiththedynamicssimilaritytest文档实用tovalidatethefeasibilityoftheproposedmethod.1引言抖振是指飞行器结构的某些部件由于气流中的非定常分离流激励所引起的强迫振动。抖振不同于颤振，

7、激励飞行器发生抖振的气动载荷与抖振自身的运动无关，所以抖振是一种强迫振动。诱发抖振的非定常气流既可能是由发生抖振的部件处的气流自身流动分离引起的，也可能是由上游的尾迹紊流引起的。根据抖振在飞机不同部件上的发生情况来分类，抖振可以分为两类：一类是机翼抖振，另一类是垂尾抖振。机翼抖振是翼面上的气流分离诱导出的作用于翼面上的随机气动激励力产生的飞机动态响应，抖振激励力主要来自于引起机翼变形的分离流；垂尾抖振大都发生在战斗机做超机动飞行时的大攻角状态下，垂尾此时处于高度紊乱的非定常尾涡流中。如果尾涡的频带覆盖了垂尾的某一阶或某几阶固有频率时，就会产生严重的垂尾抖

8、振现象。双垂尾布局的垂尾抖振现象更普遍、更严重。抖振会导致多种不利的结果：限制飞