飞机垂直和侧向突风载荷分析

摘要

突风载荷是飞机强度设计的重要依据，尤其是民机、大型运输机所必须考虑的载荷情况，其中侧向突风还是引起垂尾破坏的一个很重要的载荷源。本文主要考虑亚音速下的垂直和侧向连续突风载荷分析，以亚音速偶极子网格法求解非定常气动力影响系数为基础，在求解非定常气动力影响系数过程中，指出了获得其中一个逼近函数的系数的一般方法；对垂直和侧向突风分别导出了突风下洗及突风气动力的计算公式；结合对结构模型的模态分析或模态试验所获得的模态参数，建立起模态坐标系下的飞机对突风激励响应的运动方程；在求解运动方程得到模态坐标对突风激励的频率响应函数后，将模态叠加法的概念推广到结构弯矩、剪力和扭矩以及应力/应变等对突风激励响应的求解中；应用随机过程理论，导出了连续突风载荷响应的功率谱密度函数及其均方根值和特征频率求解公式，并编制了完整的计算程序。利用本文方法和程序，可以用一个计算模型方便地同时进行垂直和侧向的突风响应计算。最后通过两个算例，计算了垂直和侧向的连续突风响应，并与MSC/NASTRAN的计算结果进行了比较，二者十分吻合，证明了本文方法的正确性以及程序的可靠性和易用性。

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1研究背景

1.2国内外的有关研究现状

1.3本文的研究内容与思路

第二章亚音速偶极子网格法

2.1偶极子法计算模型和网格几何参数

2.2非定常影响系数的计算

2.3定常影响系数的计算

第三章非定常气动力及突风气动力的计算

3.1非定常气动力的计算

3.2突风气动力的计算

3.3模态插值

第四章连续突风响应分析

4.1大气紊流模型与紊流的功率谱密度

4.2突风载荷的频率响应函数

4.3连续突风响应分析

第五章算例考核与结果分析

5.1垂直与侧向连续突风响应分析步骤与框图

5.2算例一

5.2算例二

5.3结果分析

第六章结论与展望

致谢

附录A关于一个函数的逼近

参考文献

西北工业大学学位论文知识产权声明书及西北工业大学学位论文原创性声明