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有频率、振型节线位置要求的结构动力学优化设计 被引量:13
1
作者 向锦武 张呈林 +1 位作者 周传荣 张阿舟 《计算结构力学及其应用》 CSCD 1995年第4期401-408,共8页
本文提出了一种同时满足固有频率、振型节线位置等要求的结构动力学设计方法。该方法先建立了振型节线位置及变化与独立设计参数的关系,然后在某些约束下利用优化方法求解设计结果,文中同时还给出了模态空间中固有频率、振型灵敏度分... 本文提出了一种同时满足固有频率、振型节线位置等要求的结构动力学设计方法。该方法先建立了振型节线位置及变化与独立设计参数的关系,然后在某些约束下利用优化方法求解设计结果,文中同时还给出了模态空间中固有频率、振型灵敏度分析的数值计算方法。实例表明它能有效地解决一些工程结构设计时涉及到固有频率、振型节线位置要求的结构动力学设计问题。 展开更多
关键词 结构动力学 振型节线位置 灵敏度 颤振
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复合材料飞机结构低速风洞颤振模型的设计 被引量:11
2
作者 曾东 燕瑛 +1 位作者 刘兵山 钱卫 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期232-235,共4页
金属飞机结构到复合材料结构的颤振模型设计,要求采用刚度等代法来完成,然而一般的设计方法通常需要消耗大量时间。为此,针对飞机结构有限元模型,提出一种基于设计元素的设计方法,对有限元模型进一步离散,以刚度为主要等代依据、工程设... 金属飞机结构到复合材料结构的颤振模型设计,要求采用刚度等代法来完成,然而一般的设计方法通常需要消耗大量时间。为此,针对飞机结构有限元模型,提出一种基于设计元素的设计方法,对有限元模型进一步离散,以刚度为主要等代依据、工程设计和制造要求等为约束条件,完成金属结构到复合材料结构的等代设计。结合实验结果,验证了该设计方法的可行性与合理性。 展开更多
关键词 复合材料飞机结构 颤振模型 设计元素 有限元
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确定颤振模型设计参数的方法研究 被引量:9
3
作者 罗务揆 谭申刚 +1 位作者 谢怀强 霍应元 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2383-2390,共8页
在飞机颤振模型设计和试验工作中,往往因设计参数不合理导致试验受影响或设计进度被拖延,而国内外关于颤振模型设计参数选取方面公开的资料很少。本文研究了颤振风洞试验模型设计的基本比例尺和其他设计因素(包括超重比、主梁截面形状... 在飞机颤振模型设计和试验工作中,往往因设计参数不合理导致试验受影响或设计进度被拖延,而国内外关于颤振模型设计参数选取方面公开的资料很少。本文研究了颤振风洞试验模型设计的基本比例尺和其他设计因素(包括超重比、主梁截面形状、当量质量比等)的关系,提出了飞机基准模型梁架的当量质量比概念和截面尺度比概念,为颤振风洞试验模型设计比例尺和其他设计因素的评估带来了很大便利。将本文方法应用于某飞机颤振风洞试验模型的设计中,在设计之初解决了许多后续潜在的问题,某颤振风洞试验模型设计加工周期也从预定的6个月降低到3个月,提高了研制效率。 展开更多
关键词 颤振模型 当量质量比 截面尺度比 超重比 截面形状系数
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高性能风洞颤振模型的性能精确制造研究 被引量:7
4
作者 闫子彬 杨睿 +2 位作者 孙士勇 钱卫 郭东明 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期72-78,共7页
复合材料结构相似风洞颤振模型是一种先进的颤振模型结构形式,对于新一代飞机研制所必经的风洞颤振试验有重要意义。对于先进的风洞颤振模型,其模型外形几何参数以及整体刚度、刚度分布、整体质量、质量分布等特征参数均有较高的精确性... 复合材料结构相似风洞颤振模型是一种先进的颤振模型结构形式,对于新一代飞机研制所必经的风洞颤振试验有重要意义。对于先进的风洞颤振模型,其模型外形几何参数以及整体刚度、刚度分布、整体质量、质量分布等特征参数均有较高的精确性要求,加之复合材料性能组成复杂,加工性能较差,传统制造方法不能实现对于该类产品的性能参数的精确保证,因此需要新的制造方法。针对复合材料结构相似风洞颤振模型的制造难题,利用复合材料的力学性能可设计性,实现对于颤振模型性能参数的精确保证,并提出了一种针对模型性能参数的精确制造方法。以此方法制造了一系列机翼,尾翼颤振模型。工程实践证明,该方法可以有效保证颤振模型的几何与性能特征参数的精确性。 展开更多
关键词 风洞试验 颤振模型 结构相似颤振模型 复合材料 制造技术
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现代民用飞机气动弹性模型低速风洞试验适航符合性验证技术研究 被引量:5
5
作者 梁技 杨飞 杨智春 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期1-5,16,共6页
现代民用飞机须严格按照适航规章要求进行设计,国内现代民用飞机的气动弹性设计参照的适航条款主要为CCAR25.629条款"气动弹性稳定性要求"和咨询通报AC25.629-1A"Aeroelastic Stability Substantiation of Transport Cat... 现代民用飞机须严格按照适航规章要求进行设计,国内现代民用飞机的气动弹性设计参照的适航条款主要为CCAR25.629条款"气动弹性稳定性要求"和咨询通报AC25.629-1A"Aeroelastic Stability Substantiation of Transport Category Airplane"。低速颤振模型风洞试验是飞机气动弹性设计中的一种有效技术手段,用以摸清飞机的亚音速颤振特性、影响颤振特性的敏感参数及其影响规律,并验证理论分析结果;低速颤振模型风洞试验同时也是民用飞机适航符合性的一种验证方法,用以表明飞机气动弹性设计的适航符合性。结合某型号飞机研制经验对民用飞机低速颤振模型风洞试验的适航符合性验证技术进行探讨研究,提出了切实可行的民用飞机低速颤振模型风洞试验适航符合性设计和验证方案。 展开更多
关键词 民用飞机 气动弹性 颤振模型 低速风洞试验 适航符合性
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低速颤振模型的动力学特性设计 被引量:3
6
作者 郝红武 《西安航空技术高等专科学校学报》 2004年第1期7-9,共3页
飞机在打样设计阶段除了需要满足结构强度和刚度要求外 ,还必须满足颤振稳定性要求。根据相似理论 ,并利用结构优化设计方法 ,对某机翼低速颤振吹风模型的动力特性 (模型的一阶弯曲、一阶扭转和二阶弯曲频率 )进行了设计。此方法改变了... 飞机在打样设计阶段除了需要满足结构强度和刚度要求外 ,还必须满足颤振稳定性要求。根据相似理论 ,并利用结构优化设计方法 ,对某机翼低速颤振吹风模型的动力特性 (模型的一阶弯曲、一阶扭转和二阶弯曲频率 )进行了设计。此方法改变了仅凭经验反复试凑的设计调参方法 ,提高了模型设计的效率 ,缩短了设计周期 ,具有良好的工程应用前景。 展开更多
关键词 动力学特性 设计 低速颤振模型 飞机机翼
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面向飞机颤振模型设计的结构拓扑优化研究 被引量:3
7
作者 杨睿 杨绪印 +1 位作者 张颖颖 任莉 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期585-588,594,共5页
飞机颤振模型的结构设计是一个以固有频率为目标、兼具结构相似要求的反求问题。针对拓扑优化方法只能得到不规则孔洞而无法满足模型相似要求的难题,提出了一种含规则几何约束的结构拓扑优化方法,并将基于单元材料特性更改的方法与双向... 飞机颤振模型的结构设计是一个以固有频率为目标、兼具结构相似要求的反求问题。针对拓扑优化方法只能得到不规则孔洞而无法满足模型相似要求的难题,提出了一种含规则几何约束的结构拓扑优化方法,并将基于单元材料特性更改的方法与双向渐进结构法相结合,利用敏度再分配方法,实现了以频率为目标、具有规则孔洞的结构拓扑优化,且有效抑制了优化中的棋盘格式和局部模态现象。某飞机机身壁板的优化算例证明,该方法能设计出具有给定固有频率的结构,并使之与原机身具有一定的结构相似性。 展开更多
关键词 拓扑优化 颤振模型 结构相似 双向渐进结构法
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一种满足结构动态特性要求的支持元件设计方法 被引量:2
8
作者 向锦武 周传荣 +2 位作者 成志清 欧阳旭坡 李建华 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 1994年第5期594-601,共8页
对支持元件在结构动态特性设计中的重要性作了深入分析,提出了一种利用给定的固有频率、非完全的振型数据设计支持元件,使结构系统满足动态特性要求的支持元件设计方法。文中将支持元件的质量、刚度矩阵表示成设计变量的函数,根据要... 对支持元件在结构动态特性设计中的重要性作了深入分析,提出了一种利用给定的固有频率、非完全的振型数据设计支持元件,使结构系统满足动态特性要求的支持元件设计方法。文中将支持元件的质量、刚度矩阵表示成设计变量的函数,根据要求的固有频率,已知支持情况的结构有限元模型,用简单的插值法获得了支持元件设计变量的初值;再设计过程中,为了避免振型数据不全的矛盾,采用聚缩模型的形式依据正交条件构造误差函数,用约束变尺度优化方法获得支持元件的最终设计结果。误差函数的梯度用差分法计算。最后详细给出了该方法在某型飞机机翼颤振吹风模型支持元件设计时实际应用的全过程,结果表明效果良好。 展开更多
关键词 边界条件 动态特性 颤振模型 飞机 结构振动
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分布式吊舱机翼建模与气动弹性分析
9
作者 程毅 余智豪 +1 位作者 赵金瑞 周云 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1100-1108,共9页
基于准线性化隐式建模方法,建立适用于大展弦比机翼的动力学模型,研究分布式吊舱机翼的气动弹性特点。其中结构模型采用中等变形梁模型,气动模型采用准定常理论,利用小扰动和有限差分法,建立求解机翼气弹稳定性的方法。在验证结构和气... 基于准线性化隐式建模方法,建立适用于大展弦比机翼的动力学模型,研究分布式吊舱机翼的气动弹性特点。其中结构模型采用中等变形梁模型,气动模型采用准定常理论,利用小扰动和有限差分法,建立求解机翼气弹稳定性的方法。在验证结构和气动模型准确性基础上,研究吊舱的个数、质量、展向站位、弦向/法向偏置等参数对分布式吊舱机翼气动特性的影响。分析结果发现:吊舱越靠近机翼中部、弦向和法向偏置越大机翼稳定性越高,但质量分布不均时反而会降低稳定性;机翼经历了振动收敛、单频简谐振动和倍频简谐振动,其颤振形式为面内外弯曲和扭转耦合,三维效应显著。文中的方法能够有效描述分布式吊舱机翼的气动弹性特性。 展开更多
关键词 大展弦比机翼 分布式吊舱 气动弹性 颤振形式 简谐振动
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高速风洞全动舵面颤振模型设计方法与试验研究 被引量:1
10
作者 陈香言 李明 +2 位作者 刘元清 吕海波 吕晓彬 《强度与环境》 CSCD 2021年第5期22-29,共8页
针对高速飞行器全动舵面等效颤振模型的设计要求,根据国内高速风洞参数确定基本比例尺,结合刚度等代设计采用复合材料结构替代金属材料结构,依据相似方法发展了一种高速全动舵面等效缩比模型的设计方法。通过建立合理的等效动力学仿真模... 针对高速飞行器全动舵面等效颤振模型的设计要求,根据国内高速风洞参数确定基本比例尺,结合刚度等代设计采用复合材料结构替代金属材料结构,依据相似方法发展了一种高速全动舵面等效缩比模型的设计方法。通过建立合理的等效动力学仿真模型,计算得到了原始模型与等效颤振模型的固有振动特性和颤振特性等,模态试验表明该等效颤振模型满足动力学相似律要求,设计误差控制在5%以内,可以较准确地反映原始全动舵面模型的动力学特性。该等效颤振模型可为高速飞行器全动舵面的快速气动弹性设计及风洞试验提供参考。 展开更多
关键词 高速飞行器 全动舵面 动力学相似 颤振模型
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一种民机颤振模型配重设计优化方法
11
作者 张苏华 《民用飞机设计与研究》 2018年第1期109-113,共5页
民机跨音速颤振模型配重计算应考虑模型肋板不平行、肋板与刚轴不垂直的情况,现提出一种基于刚轴方向的质量、惯量线性拆分方法,并将该方法拓展到模型的展向重心位置配平计算中。某型民机垂尾跨音速颤振模型运用该方法进行了配重计算,... 民机跨音速颤振模型配重计算应考虑模型肋板不平行、肋板与刚轴不垂直的情况,现提出一种基于刚轴方向的质量、惯量线性拆分方法,并将该方法拓展到模型的展向重心位置配平计算中。某型民机垂尾跨音速颤振模型运用该方法进行了配重计算,试验结果显示,该垂尾跨音速颤振模型质量、惯量配平精度高,展向重心位置配平效果好,模型的动力学特性与设计目标相符。实践表明,该方法符合民机跨音速颤振模型设计规范要求及相应适航要求,可以推广到其他跨音速颤振模型的配重计算中。 展开更多
关键词 颤振模型 配重 拆分 重心
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机翼颤振模型的结构动力学设计 被引量:6
12
作者 成志清 陈怀海 《振动工程学报》 EI CSCD 1995年第2期184-189,共6页
介绍了围绕某型飞机机翼颤振模型的结构动力学设计所开展的研究工作,内容包括设计目标与设计参数的确定、设计模型与设计变量的选取、设计方法与优化方法、主体结构与边界条件设计等。试验结果表明,设计出的颤振模型满足预定的振动特... 介绍了围绕某型飞机机翼颤振模型的结构动力学设计所开展的研究工作,内容包括设计目标与设计参数的确定、设计模型与设计变量的选取、设计方法与优化方法、主体结构与边界条件设计等。试验结果表明,设计出的颤振模型满足预定的振动特性要求. 展开更多
关键词 机翼 颤振 结构动力学 模态试验 风洞试验
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某全机跨声速颤振模型颤振特性仿真与试验验证 被引量:6
13
作者 钱卫 杨国伟 +1 位作者 张桂江 郑冠男 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期364-368,共5页
针对某全机结构相似跨声速颤振模型,进行了有限元(FEM)模型结构模态分析和偶极子网格法(DLM)法颤振计算以及CFD方法的跨声速颤振特性仿真。在FL-26风洞中完成了跨声速颤振风洞试验。通过试验结果与仿真结果的相关性分析,验证了一种全机... 针对某全机结构相似跨声速颤振模型,进行了有限元(FEM)模型结构模态分析和偶极子网格法(DLM)法颤振计算以及CFD方法的跨声速颤振特性仿真。在FL-26风洞中完成了跨声速颤振风洞试验。通过试验结果与仿真结果的相关性分析,验证了一种全机复杂耦合的颤振形式。通过对基于N-S方程的跨声速颤振仿真程序进行评估与验证,证实在飞机非定常CFD仿真上取得了进展并且具有足够的精度。综合CFD仿真与跨声速颤振风洞试验,可以对全机复杂耦合的颤振特性进行工程颤振设计。 展开更多
关键词 跨声速颤振 全机结构相似颤振模型 CFD 颤振仿真 跨声速颤振风洞试验 N-S 方程
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超临界机翼跨音速颤振风洞试验研究 被引量:7
14
作者 孙亚军 梁技 +1 位作者 杨飞 章俊杰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期190-194,共5页
某先进民用支线飞机采用超临界机翼设计,跨音速颤振特性是超临界机翼的重要关键技术之一。颤振模型风洞试验是民机研制阶段最有效的跨音速颤振特性适航验证试验。设计了某民机超临界机翼跨音速风洞颤振试验模型并进行颤振风洞试验,根据... 某先进民用支线飞机采用超临界机翼设计,跨音速颤振特性是超临界机翼的重要关键技术之一。颤振模型风洞试验是民机研制阶段最有效的跨音速颤振特性适航验证试验。设计了某民机超临界机翼跨音速风洞颤振试验模型并进行颤振风洞试验,根据试验结果并结合亚音速颤振分析和压缩性数值分析,得到了超临界机翼的跨音速颤振压缩性修正曲线。研究表明,超临界机翼跨音速颤振速度最大压缩性修正系数较小,风洞试验结果与理论分析吻合较好,试验结果可以用于飞机的适航取证。 展开更多
关键词 超临界机翼 跨音速颤振模型 风洞试验
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Simulations of granular flow along an inclined plane using the Savage-Hutter model 被引量:4
15
作者 Minglong Fei Qicheng Sun +1 位作者 Deyu Zhong Gordon G.D.Zhou 《Particuology》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第2期236-241,共6页
In this work a velocity-dependent friction is introduced into a depth-averaged 5avage-Hutter dynamical model for shallow granular flows. The process of granular material flowing along an inclined plane and then deposi... In this work a velocity-dependent friction is introduced into a depth-averaged 5avage-Hutter dynamical model for shallow granular flows. The process of granular material flowing along an inclined plane and then depositing on a horizontal plane is simulated. The surface profiles and evolution of various types of energy are investigated and compared when using the standard Coulomb-type friction versus velocity- dependent friction. Interestingly, there is a small difference between the two different types of friction. 展开更多
关键词 Granular flowsDynamics frictionSavage-flutter model
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高速颤振模型设计中颤振主要模态的判断 被引量:3
16
作者 赵玲 季辰 刘子强 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1112-1118,共7页
颤振模型设计时难以实现完全的动力学相似,需要对颤振主要模态进行合理选择。采用数值分析方法,对颤振模型设计时主要模态的选取问题进行研究。通过各阶模态振型下气动刚度系数的比较、指定运动形式下广义非定常气动力的计算和不同模态... 颤振模型设计时难以实现完全的动力学相似,需要对颤振主要模态进行合理选择。采用数值分析方法,对颤振模型设计时主要模态的选取问题进行研究。通过各阶模态振型下气动刚度系数的比较、指定运动形式下广义非定常气动力的计算和不同模态截断下颤振结果的收敛特性分析,研究了颤振分析时不同模态运动之间的相互影响,对模态运动引起的气动力和颤振特性变化进行评估。以高超翼面模型为研究对象的数值算例结果表明,几种分析方法所判断的颤振主要模态基本一致。其中基于振型的广义气动刚度系数参数,避免了非定常气动力的计算,可作为颤振模型设计或颤振分析时主要模态选取的快速判断方法。 展开更多
关键词 气动弹性 颤振模型设计 颤振模态 气动刚度 广义非定常气动力
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低超重高强度全复材跨声速颤振模型设计制造与试验 被引量:3
17
作者 冉玉国 李秋彦 程勇 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2014年第S1期146-150,共5页
采用MSC Laminate Modeler模块复材结构精细建模技术,该文准确建立了某飞机部件的全复材跨声速颤振风洞试验件动力学模型,通过静、动力力学综合优化,实现了低超重模型的设计。借助于高精度预浸料铺层技术与热压成型工艺成功制备了全复... 采用MSC Laminate Modeler模块复材结构精细建模技术,该文准确建立了某飞机部件的全复材跨声速颤振风洞试验件动力学模型,通过静、动力力学综合优化,实现了低超重模型的设计。借助于高精度预浸料铺层技术与热压成型工艺成功制备了全复材跨声速颤振模型,通过地面试验验证了该模型具有结构强度高、动力学特性精度高、分散性小、时效性好等诸多优点。复材模型简易装配技术的开发,在保证模型精度的同时大幅降低了生产成本。文中发展的低超重全复材跨声速颤振模型设计制造技术具有广泛的型号应用价值。 展开更多
关键词 全复材跨声速颤振模型 预浸料铺层 热压成型 低超重 高强度 动力学优化
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机翼结构相似颤振模型制造的模态频率误差修正方法 被引量:2
18
作者 杨睿 张强 +2 位作者 孙士勇 赵博文 郭东明 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期57-64,共8页
针对以几何和性能指标精确性为目标的复合材料结构相似颤振模型制造问题,基于复合材料层合板的弯扭耦合效应,提出一种在模型蒙皮内侧增加复合材料铺层,改变模型刚度分布,并辅以质量分布调整,从而实现颤振模型模态频率误差修正的方法。... 针对以几何和性能指标精确性为目标的复合材料结构相似颤振模型制造问题,基于复合材料层合板的弯扭耦合效应,提出一种在模型蒙皮内侧增加复合材料铺层,改变模型刚度分布,并辅以质量分布调整,从而实现颤振模型模态频率误差修正的方法。通过分析误差性质,结合具体制造工艺,将模态频率误差转化为刚度误差。以模型结构动力学有限元分析为基础,采用连续二次规划的优化策略,建立以模态频率误差反求新增铺层方式的误差修正方案的优化设计。对某大展弦比机翼的颤振模型主盒段进行数值分析,分别以弯曲频率误差和扭转频率误差的修正为例,证明该误差修正方法的有效性。同时该方法对以性能精确性为目标的高性能产品制造具有借鉴意义。 展开更多
关键词 颤振模型 模态频率 误差修正 结构相似 复合材料
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机翼颤振模型梁架加工变形研究 被引量:1
19
作者 段振云 戴现伟 +1 位作者 赵文辉 李潇 《机械工程师》 2014年第5期113-115,共3页
机翼颤振模型对模拟飞机动力学特性、刚度分布、质量分布与气动外形具有重要意义。其梁架的性能对飞机模拟颤振试验有着重要的影响。机翼颤振模型梁架由于尺寸大、结构复杂、刚度差,在铣削加工中变形较大,其精度难以控制。为此,借助有... 机翼颤振模型对模拟飞机动力学特性、刚度分布、质量分布与气动外形具有重要意义。其梁架的性能对飞机模拟颤振试验有着重要的影响。机翼颤振模型梁架由于尺寸大、结构复杂、刚度差,在铣削加工中变形较大,其精度难以控制。为此,借助有限元软件对其进行铣削加工仿真,获得已加工表面残余应力,进而预测梁架铣削时的加工变形。在此基础上,对梁架加工工艺进行优化,提高加工精度。 展开更多
关键词 机翼颤振模型 梁架 残余应力 加工变形
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先进战斗机气动弹性设计综述 被引量:21
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作者 李秋彦 李刚 +3 位作者 魏洋天 冉玉国 吴波 谭光辉 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期37-63,共27页
中国新一代战斗机的研发引领了飞机设计领域各项技术的创新和发展。针对研制总要求和任务特殊性,中国航空工业成都飞机设计研究所气动弹性专业建立了精益气动弹性设计与验证技术体系。基于多学科优化设计流程,开展了旨在提高飞机气动弹... 中国新一代战斗机的研发引领了飞机设计领域各项技术的创新和发展。针对研制总要求和任务特殊性,中国航空工业成都飞机设计研究所气动弹性专业建立了精益气动弹性设计与验证技术体系。基于多学科优化设计流程,开展了旨在提高飞机气动弹性品质的关键技术攻关、气弹优化设计和分析工作。完成了考虑含全动翼面结构非线性的全机动力学特性地面试验、亚跨超声速颤振模型风洞试验和气动弹性飞行试验验证。在较短的研发周期内,成功实现气动弹性设计目标,为新一代战斗机的成功研制提供了技术保障。描述了该飞机气动弹性设计历程、主要技术工作以及在此基础上取得的技术进步、能力提升以及具有研究所特色的气动弹性设计知识工程建设。 展开更多
关键词 战斗机 气动弹性 优化设计 地面试验 飞行试验 颤振风洞模型 气动伺服弹性 知识工程
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