[发明专利]一种飞机颤振模型超重比的确定方法

说明书

技术领域

本发明属于航空结构力学领域，特别是涉及一种飞机颤振模型超重比的确定方法。

背景技术

颤振模型可以用来获取飞机及其部件的颤振特性。在颤振模型设计中，经常会遇到超重问题的干扰，尤其是高速颤振模型设计通常需要很小的梁架质量来提供很大的翼面刚度，更加突出了颤振模型设计超重问题的严重性。另外，对于一些低速颤振模型设计问题，情况刚好相反，即目标质量过大，如果颤振模型设计满足了目标质量，则模型的静变形会偏大，进而对试验带来不利，因此，应相应附加一个数值上小于1的“超重比”。

以前通常是在选取了模型设计的基本比例尺和导出比例尺之后，根据工作经验，选择一定的结构形式，直接进行颤振模型设计，等模型主体设计出来后，根据估算的质量和目标质量进行对比，如果模型估算质量超过目标质量，往往需要在附加超重比进行重新设计，或者调整模型结构形式和设计比例尺之后再重新设计。这种方法有如下缺点：

第一、模型设计严重依赖设计人员的经验，增加了模型设计的不确定性；

第二、超重比的获取需要进行多轮次的重新设计和计算，时间长，效率低，严重拖后模型设计周期，进而影响飞机研制进展。

发明内容

本发明的目的是：

本发明的任务和目的是获得一种适用于颤振模型超重比的确定方法，提高工作效率，缩短模型设计周期，改变以往严重依赖经验和需要通过反复试凑进行设计的原始落后方法。

本发明的技术方案是：

一种飞机颤振模型超重比的确定方法，在保证具有飞机基准梁架颤振模型，其包括飞机的质量m_A，梁架截面特性惯性矩I_x、I_y和极惯性矩J、高速颤振模型设计基本比例尺速压比η_q和密度比η_ρ或低速颤振模型基本比例尺速度比η_V和密度比η_ρ的基础上，确定颤振模型设计的超重比n_G；令使高、低速颤振模型统一；具体确定步骤如下：

步骤一、计算飞机基准梁架的当量质量比n_BE，计算方法如下：

1.1、计算得到基准梁架的当量质量m_BE：

根据梁架截面特性惯性矩I_x、I_y和极惯性矩J，计算出相应的带耳片矩形截面尺寸，进而得到显含截面尺寸的基准梁架模型；赋予梁架材料密度,即可得到基准梁架的当量质量m_BE；由截面特性惯性矩I_x、I_y和极惯性矩J获得带耳片矩形截面尺寸的方法如下：

1.1.1对于矩形截面，矩形截面尺寸的迭代公式为：