颤振

摘要： 高超声速气动热弹性分析涉及流场、结构场和热力场间的相互耦合,计算复杂且耗时长。根据分层求解策略提出了一种基于降阶模型的高超声速气动热弹性分析框架。分别采用系统辨识法和本征正交分解法对高超声速气动力和气动热建立降阶模型,并与模态叠加法耦合实现热配平状态下气动热弹性问题的快速计算。以典型高超声速三维机翼为例,预测热结构的颤振动压,并与全阶流⁃固⁃热耦合计算结果对比吻合较好。所提出的气动热弹性分析框架提高了计算效率,而且精度高,可应用于工程分析中。

摘要： 文章采用三维空间内单位脉冲响应函数描述自激力的方法,改进传递函数最小二乘法的拟合方法,从自激力时域描述公式中分离出气动质量,使得公式中的时间历程与当前时间无关,消除了迭代计算中由自激力时域公式引起的荷载非线性,提高了计算速度和计算精度;通过ANSYS实现颤振时程分析,以具有理想平板截面的简支梁和马鞍山长江大桥右汊桥为例,进行数值计算,计算结果证实了文中方法的有效性与可靠性,并发现颤振导数连贯性对颤振临界风速和颤振频率的分析有较大影响。

摘要： 为研究山区峡谷大跨度人行悬索桥的抗风性能,以一座跨度为389 m的人行悬索桥为背景开展风洞试验研究。首先采用地形模型风洞试验获得加劲梁设计基准风速、静阵风风速和颤振检验风速;然后采用节段模型测力风洞试验测得加劲梁气动力系数随风攻角的变化规律,采用节段模型测振风洞试验测得加劲梁在风荷载作用下的竖向位移根方差及扭转角根方差,以分析加劲梁的涡振特性和颤振稳定性。结果表明:随着风攻角由-10°变化到10°,加劲梁的阻力系数先减小后增大,升力系数明显增大,扭矩系数缓慢增大;加劲梁在+3°和+5°风攻角下均发生了扭转涡振和软颤振现象,但涡振的起始风速均大于设计基准风速,颤振临界风速均大于颤振检验风速,表明该桥具有较好的涡振性能和颤振稳定性。

摘要： 为提高机床磨削加工过程中对颤振现象识别的能力,提出一种基于BP(back propagation)神经网络模型的颤振识别方法。通过对加工过程中传感器采集到的高频声发射信号以及振动信号相关特征值的提取,获得关于颤振的多特征参数样本库,并用其对BP神经网络模型进行学习和训练,建立BP神经网络在线识别颤振的算法模型,实现对机床加工过程中是否发生颤振的在线监测和识别。试验结果表明:这种基于BP神经网络模型的颤振识别测试结果与磨削加工试验中的磨削颤振现象结果相符合。该方法能够有效地识别磨削加工过程中的颤振,并起到在线监测识别的作用。

摘要： 为了准确预测圆柱工件正交切削加工的稳定性,建立了考虑工件表面波动以及刀具和工件变形的非线性正交切削系统模型,利用多尺度法对系统进行了求解,分析了切削加工参数和系统参数对主共振和1/2次共振稳定性的影响,根据主共振和次共振的稳定性获得了切削系统的整体稳定性云图,并与线性近似系统的稳定性叶瓣图(lobe图)进行了比较.结果表明:在一定条件下,含有2次和3次非线性刚度的正交切削系统会出现主共振、1/2、1/3及1/4次共振不稳定现象,从而导致系统具有倍周期、准周期和混沌运行行为.通过比较也证明该非线性正交切削运动动力学模型能够准确预测系统的稳定性.

摘要： 为了解不同气动措施对人行悬索桥颤振稳定性的影响,以某460 m主跨人行悬索桥为例,通过节段模型风洞试验研究了稳定板、改变护栏透风率、增大主梁透风率等气动措施对颤振稳定性的影响。结果表明:1)增大主梁透风率能提高颤振稳定性能;2)封闭人行道护栏能起到类似上稳定板的作用,在模型背风侧添加稳定板能更好地抑制此攻角颤振发生,合理增大稳定板高度可使不同攻角颤振稳定性趋于均衡;3)相同类型抑振机理的措施对颤振稳定性的影响不可叠加;4)同时布置上下中央稳定板时,在迎风侧分段布置中央稳定板,此攻角的颤振稳定性优于通长布置稳定板,但在背风侧分段布置稳定板时,颤振稳定性可能会降低,而通长布置对任一攻角颤振性能都有所提高;5)通长布置下稳定板与封闭护栏的组合措施优于单独使用任一措施,可同时提高正负攻角的颤振性能。

摘要： 颤振风洞试验是研究飞行器跨声速颤振特性的重要方法和手段,相比暂冲式风洞,连续式跨声速风洞的长时间运行能力和负压运行能力等优势非常适合开展颤振试验研究。重点突破连续式跨声速风洞颤振安全防护技术以及振动信号处理和分析技术,结合安全防护控制软件、防喘阀快速降速压和防护格栅网等手段,能够对模型和风洞起到良好的保护作用,利用谱峰值倒数外插能够在试验过程中获得较为可靠的颤振边界,为试验安全性起到良好的支撑作用。针对根部固支和舵机支撑(包括机械舵机和真实舵机)2种边界条件,利用定马赫数阶梯变速压和连续变速压2种方式开展了舵面颤振试验。结果表明:阶梯变速压和连续变速压2种方式得到的颤振边界非常接近,颤振速压差别不超过5%;真实舵机的作用对舵面颤振特性的影响很难通过数值计算方法获得,风洞试验是研究该问题的重要手段,试验结果表明反馈作用可以提高颤振速压,对所提舵面模型颤振速压提高约10%。

摘要： 在轧辊磨削过程中,选择稳态叶图边界曲线附近的参数易发生颤振,使得轧辊磨削工艺参数选择过于保守,导致磨削效率严重降低的问题。为此,通过引入Duffing振子,构建三自由度非线性轧辊磨削动力学模型。采用数值计算的方法,研究过程参数在稳态边界附近变化对轧辊磨削颤振的影响;为抑制轧辊磨削颤振,提出混沌摄动方法抑制颤振。结果表明:所提方法有良好的颤振抑制效果,为实际加工过程中参数选择和轧辊磨削颤振抑制提供参考。

摘要： 根据某山区大跨钢箱梁悬索桥的具体地形地理条件,计算得出了桥梁的设计风参数和结构动力特性。为了研究主梁断面的抗风性能,进行了节段模型静力试验和动力试验,研究了桥梁的颤振特性和涡激振动特性。结果表明:主梁升力系数斜率为正,说明断面具备气动稳定的必要条件。成桥状态当风攻角为+3°和+5°时,颤振临界风速为94.3 m/s和84.2 m/s,施工状态当风攻角为+5°时,颤振临界风速为95.7 m/s,均大于相应的颤振检验风速,具有足够的颤振安全性;成桥状态主梁出现了1个竖向和1个扭转涡振区,竖向振动锁定风速17.8 m/s,振幅为46 mm;扭转锁定风速为23.4 m/s,振幅为0.097°,均在规范容许值之内。

摘要： 为研究山区峡谷中钢桁架主梁抗风性能,文章以主跨680 m的大跨度钢桁梁斜拉桥为背景,针对钢桁架主梁制作节段模型进行风洞试验,主要研究主梁的关键气动参数,评价其涡振及颤振性能。结果表明:主梁升力系数斜率为正,说明断面具备气动稳定的必要条件。+3°、+5°风攻角时,主梁分别出现了1个扭转涡振区以及1个竖向、1个扭转涡振区,涡振风速区间为20~25 m/s,主梁竖向涡振最大振幅为20 mm;+3°、+5°风攻角时,主梁扭转涡振最大振幅分别为0.074 7°和0.131 8°,均小于规范允许值。+5°风攻角时主梁的颤振临界风速为61.43 m/s,高于颤振临界风速。

摘要： 整体叶轮的叶片在加工中极易产生颤振,严重影响叶片的表面加工质量.目前,叶轮零件设计时常规的CAD/CAM软件只能提供纯几何干涉检查功能;在叶轮的试生产过程中,大量的试切实验是避开振动区域、确定加工参数的主要手段,耗费大量的人力和机时.难以获得预期加工质量的根本原因是铣削工艺制定过程中没有考虑切削力、工艺系统的动态特性和机床的动力学特性等的影响,且在叶轮加工颤振发生时,没有有效的在线检测(甚至预报)、抑制颤振的方法和手段.本项目旨在研究叶轮类复杂曲面零件的在线颤振预测和抑制的策略,为其稳定加工提供理论和应用方法指导.

摘要： 空气与桥梁的相互作用是一个复杂的流固藕合作用过程。以FLUENT为研究工具,选择k-ωSST模型作为本文研究所使用的湍流模型,利用微分方程的数值解法和动网格技术,实现了基于松耦合的CFD和CSD耦合分析.建立了二维方柱静态绕流模型,模拟计算了竖向单自由度振动方柱在不同风速下的斯托罗哈数以及最大振幅的变化情况,模拟了涡激共振现象,并与静态绕流进行了对比.建立了具有竖向振动和扭转振动二自由度的薄平板模型,并识别了该平板的颤振导数,接着对其颤振临界风速进行了逼近计算,并将计算结果与抗风规范的理论公式解进行了对比.

摘要： 探讨了亚音速二维壁板颤振模型的设计方法和模型风洞试验技术.在模型风洞试验时,采用单点激光测振仪提取壁板中点的气动弹性响应信号,观察到了壁板模型的颤振现象.模型风洞试验得到的二维壁板颤振临界速度与理论分析结果具有良好的一致性.

摘要： HHT是新提出的一种信号处理方法,与传统方法相比有许多优势.颤振余量法是一种经典的颤振边界预测方法.通过HHT法进行模态参数识别,得到不同风速下各阶模态的频率和阻尼,与MIMO法得到的频率和阻尼相比,更接近理论计算值.据此使用三自由度颤振余量法进行预测,所得颤振边界与MIMO法得到的颤振边界相比,更接近实验结果,说明了应用HHT结合颤振余量法于颤振边界预测的可行性与有效性.

摘要： 本文主要研究一种可以用于结构动力学及颤振分析的复杂结构等效简化模型,使其可以达到快速建模、有效分析的目标.等效板模型近年来被用于航空气动面结构初步设计阶段,本文则给出其基于详细有限元模型的等效板建模方法.在等效板建模过程中,基于一阶剪切板理论,考虑板的横向剪切效应,导入Patran/Nastran模型文件并进行处理建模.使用勒让德多项式定义翼面的几何、结构和位移,利用人工弹簧近似边界条件,通过Ritz法得到等效刚度和等效质量矩阵,继而求解特征值问题得到翼面结构的固有频率和振型,并进行振动分析和颤振分析.将机翼等效结构固有振动特性分析和颤振分析的结果与有限元方法进行比较,二者基本吻合,说明了等效板方法的准确性和有效性.

摘要： 本文提出了一种采用CFD计算曲壁板静压来修正气动力活塞理论的方法,应用到曲壁板的气动弹性静变形、颤振稳定性分析中,并与采用曲率修正气动力活塞理论的计算结果进行了对比.分析结果表明,在曲壁板圆柱曲率较小的情况下,采用静压修正的活塞理论气动力与采用曲率修正的活塞理论气动力进行曲壁板的气动弹性分析时,得到的气动弹性静变形、稳定性边界差别不大,而在曲壁板的圆柱曲率较大时,采用本文方法修正后的活塞理论气动力计算得到的曲壁板前缘气动弹性静变形更大,而曲壁板的颤振稳定性边界更小,且这种差别随着圆柱曲壁板曲率的增加而不断增大.该方法突破了曲率修正活塞理论的小曲率限制,扩大了活塞理论气动力在曲壁板颤振分析中的适用范围.

摘要： 基于MSC.Nastran的气动弹性分析模块和亚音速偶极子网格法，计算了变马赫数和变海拔高度下某大展弦比风洞机翼模型对称和反对称时的颤振速度和频率，颤振计算方法采用k-e法，结构和空气动力之间的连接采用无限板样条方法。计算结果表明：对称和反对称状态下的颤振速度均随马赫数的变化较小，随海拔高度的变化较大;而颤振频率却随马赫数的变化较大，随海拔高度的变化较小。计算结果可以为进一步的风洞试验提供参考。

摘要： 本文采用时域分析方法进行了跨音速颤振特性研究。在结构运动网格的基础上，采用格点格式有限体积方法进行空间离散和双时间全隐式方法进行时间推进求解非定常N-S方程。这里分别计算了层流N-S方程和加SST湍流模型的N-S方程，以此来研究SST湍流模型在颤振时域仿真的计算方法。通过对跨音速标模算例AGARD445.6机翼的颤振计算结果与实验值的比较，计算的颤振临界速度与实验值基本一致，验证了本方法的正确性。

摘要： 建立了大型飞机机翼/发动机系统的气动弹性分析模型，分析了发动机惯性力、推力作用引起结构静变形以及弯矩、扭矩和剪力的变化，研究了发动机是否翼下吊挂及翼下吊挂情况发动机弦向与展向位置对机翼固有振动特性及颤振特性的影响。研究表明，翼吊情况较之非翼吊情况，发动机的惯性力对于内侧机翼结构的弯矩有一定程度的卸载作用，发动机的惯性力和推力对于发动机内侧机翼的扭矩影响较明显，发动机翼吊布置对于飞机转动惯量的影响也要加以重视，但发动机惯性力和推力对于机翼翼尖的弯曲和扭转变形影响不大。翼下吊挂发动机对于机翼的固有振动特性，进而对于机翼的颤振特性具有较大的影响，机翼发动机系统除了原有的机翼弯曲与扭转模态耦合引起的爆发性颤振之外，还会出现由发动机俯仰模态与机翼弯曲、扭转模态耦合的小阻尼颤振，且这一颤振型对于发动机的展向和弦向安装位置较为敏感，在工程应用中需要引起重视。

摘要： 对于无垂尾飞翼布局飞机，阻力方向舵是一种十分有效地偏航控制装置。偏航控制时，舵面大角度偏转，引起气流分离、涡等复杂流场运动，非定常气动力复杂，经典气动弹性分析方法不再适用。计算气动弹性(CAE)学科提出流固耦合(FSI)求解方法，以期用于求解阻力方向舵气动弹性问题。本文提出基于CFD技术的流固耦合方法求解阻力方向舵二维气动弹性问题。当阻力方向舵10度开裂时，采用本文计算方法求得的颤振速度与经典颤振求解方法—PK法所求结果比较一致，说明本文采用的计算方法对于求解阻力方向舵气动弹性问题，有效并且可行。以期采用本文方法，计算求解阻力方向舵的气动弹性问题。

摘要： 本申请属于颤振风洞试验技术领域，特别涉及一种带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型。包括：主翼面以及阻力方向舵，所述阻力方向舵通过安装组件安装在所述主翼面的后缘，所述安装组件包括弹簧片、舵面偏转片、气动元件、制动销以及导轨。本申请的带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型，在风洞试验中具有模型阻力舵发生颤振现象时的抑制能力，极大的减轻了相关机构的重量，使模型的模拟更准确。而且具有通过换装不同形式的制动销来选择上下两片舵面同时抑制或是只抑制上或下舵面振动的功能，适用于具有阻力方向舵结构的颤振模型设计，并在试验中验证了某型飞机阻力方向舵相关的颤振特性和颤振速度余量。

摘要： 本发明提供了被动颤振防护装置、包含其的高速颤振模型及其工作方法。本发明被动颤振防护装置与高速颤振模型的承载传力结构相连接，并且与高速颤振模型的主结构的外部轮廓相一致地装配在高速颤振模型的特定结构区域处，并且被动颤振防护装置在特定载荷条件下发生破坏，以便改变高速颤振模型的质量分布和气动外形，进而改变高速颤振模型的自激励条件，并且保护高速颤振模型的主结构和承载传力结构不发生破坏。由此，本发明能够实现模型主结构防护及重复利用、低破坏成本、快速模型修复、提升临界颤振测试的可靠性、降低模型破损对风洞的破坏程度等技术效果。

摘要： 本发明实施例公开了一种伺服颤振试验系统及颤振试验中飞控系统安全性保护方法，系统包括：主飞控系统、接口控制盒、颤振激励设备、颤振测试处理设备；颤振激励设备和颤振测试处理设备分别通过接口控制盒与主飞控系统连接；颤振激励设备，用于分别向主飞控系统和颤振测试处理设备发送颤振激励信号；主飞控系统，用于根据主飞控系统依据安全策略对颤振激励信号进行叠加处理后的颤振综合指令信号，使得主飞控系统内的作动器进行相应的运动，并将作动器运动过程中的实际位置信号发送给颤振测试处理设备。本发明实施例可以保证飞机伺服颤振激励准确、可靠、安全的进行，且仅需在作动器控制器中预留伺服颤振激励接口，不影响飞控系统产品的装机交付。

摘要： 本发明公开一种经典颤振抑制式风力机叶片结构及颤振抑制系统，风力机叶片结构包括叶片母体，叶片母体的尾缘侧开设有叶片槽口，叶片槽口内设置有颤振抑制装置；颤振抑制装置包括第一定位底座、摆动支架和刚性尾缘襟翼，第一定位底座定位在叶片槽口内，第一定位底座外端通过第一旋转轴杆连接摆动支架，刚性尾缘襟翼连接在摆动支架上，第一定位底座上连接有驱动第一旋转轴杆转动的步进电机。一种风力机叶片颤振抑制系统，包括风力机架和连接在风里机架上的风力机头，风力机头上适配连接有多个上述风力机叶片结构；所述风力机头上配备有系统控制器，所述系统控制器通过襟翼控制方法控制刚性尾缘襟翼的摆动幅度。

摘要： 本发明公开一种高速铣削颤振监测和基础颤振频率估计方法，首先通过空转信号的频谱构造矩阵滤波器，实现颤振信号的提取分离；再通过基于单阶信号能量比的旋转不变性参数估计技术获得滤波后的信号主要成分的准确频域参数；最后根据再生型颤振的分布特点构造了间隔频率分布直方图，以直方图信息熵作为指标实现了早期微弱铣削颤振信号的在线监测。本发明原理基于再生型颤振频率的分布特点，提出了归一化的无量纲信息熵指标，受信号能量变化的影响小，且对微弱颤振敏感。使用的参数估计方法具有较强的抗噪声干扰性能和极高的分辨率。基于构造的间隔频率分布直方图，可以得到颤振基础频率为其他颤振监测或抑制方法提供指导。

摘要： 本发明公开一种经典颤振抑制式风力机叶片结构及颤振抑制系统，风力机叶片结构包括叶片母体，叶片母体的尾缘侧开设有叶片槽口，叶片槽口内设置有颤振抑制装置；颤振抑制装置包括第一定位底座、摆动支架和刚性尾缘襟翼，第一定位底座定位在叶片槽口内，第一定位底座外端通过第一旋转轴杆连接摆动支架，刚性尾缘襟翼连接在摆动支架上，第一定位底座上连接有驱动第一旋转轴杆转动的步进电机。一种风力机叶片颤振抑制系统，包括风力机架和连接在风里机架上的风力机头，风力机头上适配连接有多个上述风力机叶片结构；所述风力机头上配备有系统控制器，所述系统控制器通过襟翼控制方法控制刚性尾缘襟翼的摆动幅度。

摘要： 本发明公开一种失速非线性颤振抑制式风力机叶片及颤振抑制系统，该叶片包括叶片母体，叶片母体的尾缘侧的下部内开设有叶片槽口，叶片槽口内设置有摆动机构，摆动机构包括尾缘襟翼和摆动控制气缸机构，尾缘襟翼的左右两端通过转轴定位机构与叶片母体连接，尾缘襟翼内端通过摆动控制气缸机构与叶片母体连接。叶片失速颤振抑制系统包括风力机架和连接在风里机架上的风力机头，风力机头上适配连接有上述失速非线性颤振抑制式风力机叶片；所述系统控制器设置在风力机头内，系统控制器内设置有主控制系统，主控制系统通过叶片失速颤振控制方法控制摆动机构的带动。通过设置新型的叶片以及抑制系统，可更好的保持叶片在失速时的稳定性，防止叶片断裂。

摘要： 本申请属于颤振风洞试验技术领域，特别涉及一种带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型。包括：主翼面以及阻力方向舵，所述阻力方向舵通过安装组件安装在所述主翼面的后缘，所述安装组件包括弹簧片、舵面偏转片、气动元件、制动销以及导轨。本申请的带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型，在风洞试验中具有模型阻力舵发生颤振现象时的抑制能力，极大的减轻了相关机构的重量，使模型的模拟更准确。而且具有通过换装不同形式的制动销来选择上下两片舵面同时抑制或是只抑制上或下舵面振动的功能，适用于具有阻力方向舵结构的颤振模型设计，并在试验中验证了某型飞机阻力方向舵相关的颤振特性和颤振速度余量。

摘要： 本申请属于气动弹性力学领域，特别涉及一种低速颤振风洞试验中颤振抑制的应急方法。包括：步骤一、构建颤振抑制的应急系统，所述应急系统包括低速颤振模型以及蒙皮破坏机构，所述低速颤振模型包括框段以及维形蒙皮，所述蒙皮破坏机构安装在所述低速颤振模型内部的颤振敏感部位；步骤二、在颤振发生时，通过所述蒙皮破坏机构将所述低速颤振模型的维形蒙皮破坏。本申请的低速颤振风洞试验中颤振抑制的应急方法，提供了一种应急的颤振抑制措施，当发生颤振时，采用蒙皮破坏机构破坏低速颤振模型的维形蒙皮，实现以较小的代价保护模型整体结构的安全。本申请原理清晰，易于实现，能够在其它可逆的颤振抑制措施无效时，实现保护模型安全。

摘要： 本发明提供了被动颤振防护装置、包含其的高速颤振模型及其工作方法。本发明被动颤振防护装置与高速颤振模型的承载传力结构相连接，并且与高速颤振模型的主结构的外部轮廓相一致地装配在高速颤振模型的特定结构区域处，并且被动颤振防护装置在特定载荷条件下发生破坏，以便改变高速颤振模型的质量分布和气动外形，进而改变高速颤振模型的自激励条件，并且保护高速颤振模型的主结构和承载传力结构不发生破坏。由此，本发明能够实现模型主结构防护及重复利用、低破坏成本、快速模型修复、提升临界颤振测试的可靠性、降低模型破损对风洞的破坏程度等技术效果。