气动热环境对飞行器机翼温度场和结构模态特性影响分析

摘要

本文基于热气动弹性问题的特点，探讨了气动加热对高超声速飞行器机翼结构模态特性的影响。文中基于工程估算方法计算获得了实际气动热环境，并以此为基础分析了气动热环境下高超声速飞行器机翼结构的温度场和应力场。在此基础上，考虑高温情况下材料特性的变化以及热应力造成的附加刚度影响，用有限元法求得机翼结构模态。计算结果表明，气动加热后结构的模态特性发生变化，由于温度效应各阶固有频率均有所降低。同时，还改变了各模态间的差距，从而导致颤振速度的降低。而相较于常见计算研究中考虑的结构均匀温升或温度沿某线性或二次函数分布情况，其对结构模态特性的影响程度更大。