基于统计能量分析的整流罩能量损耗因子确定

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1、文章编号：2095-1248（2016）04-0038-05基于统计能量分析的整流罩能量损耗因子确定殷骏，方勃（沈阳航空航天大学航空航天工程学部（院），沈阳110136）摘要：对整流罩进行宽频激励虚拟实验，测得整流罩的振动响应和声腔的声压响应；对整流罩建立统计能量模型。考虑到整流罩是多子结构系统，子系统间存在间接耦合的现象，根据虚拟实验响应、利用修正的功率入射法算出各子系统的内损耗因子、直接耦合损耗因子和间接耦合损耗因子，得到更贴近实际的结果。关键词：统计能量分析；整流罩；内损耗因子；耦合损耗因子中图分类号：Ｖ24

2、0.2文献标志码：Ａdoi：10．3969／ｊ．ｉｓｓｎ．2095-1248．2016．04．007DeterminationofenergylossfactorsoffairingbasedonstatisticalenergyanalysisＹＩＮＪｕｎ，ＦＡＮＧＢｏ（ＦａｃｕｌｔｙｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ110136，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｔｈｅｆａ

3、ｉｒｉｎｇｅｘｃｉｔｅｄｂｙｂｒｏａｄｂａｎｄｆｏｒｃｅｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｆａｉｒｉｎｇａｎｄｔｈｅｓｏｕｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｔｈｅｃａｖｉｔｙ．Ｔｈｅｎｔｈｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｅｎｅｒｇｙａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｆａ-ｒｉｎｇｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｉｎｄｉｒｅｃｔｃｏｕｐｌｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓｉｎｃｌｕｄｅｄｉｎｔｈｅｆａｉｒｉｎｇ，ｆａｃｔｏｒｓｏｆｔｈｅｄａｍｐｉｎｇｌｏｓｓ，ｔｈｅｄｉ

4、ｒｅｃｔｃｏｕｐｌｉｎｇｌｏｓｓａｎｄｔｈｅｉｎｄｉｒｅｃｔｃｏｕｐｌｉｎｇｌｏｓｓｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｓｐｏｎ-ｓｅｓｏｆｖｉｒｔｕａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｕｓｉｎｇｔｈｅｍｏｄｉｆｉｅｄｐｏｗｅｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｔｈｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｅｎ-ｅｒｇｙａｎａｌｙｓｉｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｂｔａｉｎｅｄｗｅｒｅｍｏｒｅｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅｒｅａｌｉｔｙ．Keywords：ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｅｎｅｒｇｙａｎａｌｙｓｉｓ；ｆ

5、ａｉｒｉｎｇ；ｄａｍｐｉｎｇｌｏｓｓｆａｃｔｏｒ；ｃｏｕｐｌｉｎｇｌｏｓｓｆａｃｔｏｒ火箭整流罩在高速飞行时会处于很严峻的高用于声振耦合结构，并为轻质量结构的声振耦合［1］［1］频声振环境中，这会加速整流罩的疲劳破坏，分析提出一种方法作为基准。Ｄ.Ｊ.Ｃｈａｐｐｅｌｌ基同时整流罩内的高声压会破坏整流罩内的精密元于统计能量法提出动力能量分析，该方法能将阻件。而传统的确定性方法，如有限元法和边界元尼、方向性和弯曲的效果考虑进去，这样整体结构［2］法存在理论上的限制，同时计算成本大，在高频段的分析就能更详细清晰。傅学军分

6、析了有限效率很低。统计能量法将能量作为基本参数，能元、边界元和统计能量在结构声振分析中可以应从能量导出位移和速度等响应，可方便而高效地用的频率范围，得出统计能量法的应用频率范围［2］处理高频声振问题。最宽，而且在中高频段响应分析结果的精度很［3］ＨａｒｉｊｏｎｏＤｊｏｊｏｄｉｈａｒｄｊｏ将边界元—有限元运高。收稿日期：2015-11-16作者简介：殷骏（1990-），男，江苏常州人，硕士研究生，主要研究方向：非线性动力学与结构振动，Ｅ-ｍａｉｌ：ｊｕｊｕｘｉａｏｊｉｅ@ｓｉｎａ.ｃｏｍ；方勃（1964-），男，辽宁

7、省沈阳市，教授，主要研究方向：非线性动力学与结构振动，Ｅ-ｍａｉｌ：ｂｆａｎｇ0825@163.ｃｏｍ。第4期殷骏，等：基于统计能量分析的整流罩能量损耗因子确定39本文对整流罩进行有限元虚拟试验，对整流罩施加宽频点激励，测出测点的速度响应和声腔的声压，接着建立整流罩的统计能量模型。由于整流罩结构复杂，子系统间存在间接耦合现象，而修正的功率射入法适用于非保守耦合和间接耦合的情形，所以本文运用修正的功率入射法计算整流罩的内损耗因子、直接耦合损耗因子和间接耦合损耗因子，相比于传统的直接认定整流罩子系［4］统间的间接耦合损

8、耗因子为零的做法算出的统计能量参数更贴近实际。图1整流罩1整流罩有限元虚拟试验1输入功率Ｐｉｎ≤（ｆｔ）ｖ（ｔ）≥ＦＶｃｏｓψ，ψ为ｆ2本文研究的整流罩如图1所示，分为头锥、前［5］（ｔ）和（ｖｔ）的相位差。根据虚拟实验得到的速锥、柱段和倒锥4段箭身，内部为空腔，高度为10度响应和声压响应算出输入功率和各段箭身的能ｍ，最大半径为1.65ｍ，厚度为10ｍｍ，结