飞机连续突风响应分析

摘要

飞机在大气中飞行时不可避免地会受到突风的影响。对突风的描述包括离散突风和连续突风两类，现代飞机设计要求分析结构对离散突风和连续突风载荷的响应。实测表明，大气紊流中占优势的是连续突风，因而相比于离散突风，分析飞机在连续突风作用下的动响应具有更重要的意义。本文研究了飞机在连续突风作用下的响应，具有重要的工程价值和现实意义。
　　本文以某型运输机为研究对象。该飞机结构模型和气动模型均具有对称性，在使用全机模型分别进行其垂直和横向突风响应分析时，所得动响应结果分别是对称和反对称的。因此本文使用半结构模型分析飞机对突风作用的动响应，提高了计算效率。根据研究目的，对结构模型施加合理的边界条件，计算了飞机的固有振动特性。在连续突风中作用在飞机上的气动力是非定常的，采用偶极子网格法计算。运用样条插值方法实现结构模型与气动模型的连接，样条矩阵由基于薄板理论的无限板样条方法产生。运用MSC/NASTRAN软件，建立了飞机的半结构有限元模型及相应的气动有限元模型，计算其在垂直和横向连续突风作用下的动响应。按照运输类飞机适航标准的要求，采用设计包线法确定限制突风载荷。本文不仅计算了飞机个别重点站位处的限制突风载荷，还计算了机身、机翼、垂尾及平尾上所有站位处的限制突风载荷，并做出了限制突风载荷响应包线。

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注释表

缩略词

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外有关研究进展

1.3 本文研究内容和方法

第二章 飞机结构模型化与固有振动特性分析

2.1 引言

2.2 MSC.PATRAN/NASTRAN简介

2.3 机体各部件结构模型

2.4 各部件间的连接方式

2.5 飞机结构有限元模型

2.6 固有振动特性分析

2.7 本章小结

第三章 基于偶极子网格法的非定常气动建模

3.1 引言

3.2 偶极子网格法简述

3.3 偶极子网格升力面建模方法

3.4 飞机气动有限元模型

3.5 本章小结

第四章 结构与气动力之间的相互连接

4.1 引言

4.2 力与位移的变换

4.3 样条矩阵的产生

4.4 表面样条插值

4.5 本章小结

第五章 连续突风响应计算方法

5.1 引言

5.2 随机过程基础

5.3 连续突风响应计算

5.4 飞机突风响应的频域方程

5.5 本章小结

第六章 飞机连续突风响应计算分析

6.1 引言

6.2 计算状态

6.3 垂直连续突风响应

6.4 横向连续突风响应

6.5 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 本文总结

7.2 研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文