[发明专利]薄壁结构热气动弹性动响应分析方法

摘要

本发明提出一种薄壁结构热气动弹性动响应分析方法，根据薄壁结构和边界条件，将薄壁结构离散为七个自由度壳单元，将加肋离散为七个自由度梁单元，建立薄壁的有限元模型，得到结构有限元网格；将薄壁结构温度场施加到结构有限元网格上，对有限元模型进行线性颤振分析，得到每个减缩频率k对应的非定常气动力矩阵Qk，拟合出非定常气动力矩阵的时域表达式；对得到的非定常气动力矩阵的时域表达式进行迭代计算，进行薄壁的非线性瞬态响应分析，得到薄壁结构非线性热气动弹性动响应。本发明的方法可以解决复杂薄壁结构的非线性热气动弹性动响应的计算问题。

主权项

1.一种薄壁结构热气动弹性动响应分析方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤一，根据薄壁结构和边界条件，将薄壁结构离散为空间壳单元，将加肋也离散为壳单元，建立薄壁的有限元模型，所述的壳单元每个节点有七个自由度Δ_C＝[u v w w_,x w_,y w_,xy θ_z]^T，其中，u、v表示壳单元两个方向的面内位移，w、w_,x、w_,y、w_,xy分别表示壳单元四个弯曲位移，θ_z表示壳单元扭转角；所述的梁单元每个节点有七个自由度，Δ_L＝[u′ v′ w′ θ_x θ_y θ_z′ θ_x,x]其中u′、v′表示梁单元两个方向的面内位移，w'表示梁单元弯曲位移，θ_x，θ_y，θ_z′分别代表在x,y,z方向的角位移，θ_x,x表示梁单元的扭转角；步骤二，根据薄壁结构建立气动面网格，建立气动面网格和结构有限元模型之间的插值关系，得到结构有限元网格；步骤三，将薄壁结构温度场施加到步骤二中得到的结构有限元网格上，对有限元模型进行线性颤振分析，得到每个减缩频率k对应的非定常气动力矩阵Q_k，拟合出非定常气动力矩阵的时域表达式；步骤四，通过对步骤三得到的非定常气动力矩阵的时域表达式进行迭代计算，得到薄壁结构非线性热气动弹性动响应。