一般约束边界下多孔FGM梁的非线性气动热弹性动力学特性研究

摘要

高超声速飞行器在巡航和再入过程中,面临着严酷的气动力和热载荷复合环境.梁结构作为飞行器的基本构件,掌握它的气动热弹性动力学特性是开展其动态化设计及优化的基础.以多孔FGM梁为研究对象,应用超声速活塞理论和热弹性理论考虑气动力和热载荷的影响,基于一阶剪切变形理论和von-Karman大变形理论,根据能量法建立了一般约束边界下多孔FGM (functionally graded material)梁的气动热弹性非线性动力学模型,并利用Newmark法联合牛顿迭代法求解系统的动力学响应.通过将该模型计算所得的结果和文献结果对比,验证了该方法的准确性.在此基础上,通过数值算例分析了边界约束、FG材料指数、温度和孔隙率等参数对FGM梁动力学特性的影响规律.研究结果将为多孔FGM梁的动态化设计及优化提供理论参考依据.