顫振試驗(yàn)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
顫振試驗(yàn)的實(shí)例教程
大型滅火/水上救援水陸兩棲飛機(jī)全機(jī)模型顫振風(fēng)洞試驗(yàn)順利完成
2023-07-04 10:27:39
近日，大型滅火/水上救援水陸兩棲飛機(jī)(AG600)全機(jī)模型顫振風(fēng)洞試驗(yàn)在 FL-13 風(fēng)洞順利完成。本期試驗(yàn)由中航通飛華南飛機(jī)工業(yè)有限公司提出,試驗(yàn)目的是測定顫振臨界速度和顫振頻率，為飛機(jī)顫振特性分析提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持,驗(yàn)證顫振計(jì)算方法的有效性。
模型安裝后測得的模態(tài)頻率與地面共振試驗(yàn)吻合良好，試驗(yàn)工作得到了適航審定中心的全面認(rèn)可，順利通過了試驗(yàn)制造符合性檢查。
本期試驗(yàn)是AG600飛機(jī)首次全機(jī)顫振試驗(yàn)，整個(gè)試驗(yàn)過程順利，為后續(xù) AG600飛機(jī)顫振試飛以及飛行包線外擴(kuò)提供了重要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。
展開 以一個(gè)大展弦比機(jī)翼的標(biāo)準(zhǔn)模型作為研究對象，對于機(jī)翼根部固支情況的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)測量并與有限元模型的固有振動模態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比，利用試驗(yàn)所得模態(tài)參數(shù)，對結(jié)構(gòu)有限元模型作出相應(yīng)調(diào)整。利用調(diào)整后的模型進(jìn)行氣動彈性顫振分析
機(jī)翼振動模態(tài)試驗(yàn)與顫振分析.pdf
由于理論分析和試驗(yàn)模型在對真實(shí)飛機(jī)的模擬上存在固有的不足，飛機(jī)顫振飛行試驗(yàn)處于防顫振研究的最終環(huán)節(jié)，既以各項(xiàng)計(jì)算、風(fēng)洞試驗(yàn)和地面試驗(yàn)的結(jié)果為基礎(chǔ)，又是這些工作的補(bǔ)充和鑒定。
顫振試飛是每架新機(jī)或重大改型飛機(jī)必須進(jìn)行的Ⅰ類風(fēng)險(xiǎn)科目，也是中國民航適航規(guī)章（CCAR-25部）中明確規(guī)定必須完成的科目，其過程充滿了未知和風(fēng)險(xiǎn)。進(jìn)行顫振試飛時(shí)，試驗(yàn)機(jī)其實(shí)是在"亞臨界"狀態(tài)下進(jìn)行的，試飛員在空中通過既定的激勵方法和程序，誘發(fā)飛機(jī)產(chǎn)生"顫振",從而達(dá)到試驗(yàn)的目的。顫振試飛必須進(jìn)行直至限制速度的各種速度，以驗(yàn)證在整個(gè)規(guī)定的飛行限制速度包線范圍內(nèi)，所有的飛機(jī)臨界構(gòu)形都無任何顫振現(xiàn)象，以及在通過外推飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的1.15倍限制速度之內(nèi)，沒有任何氣動彈性不穩(wěn)定性出現(xiàn)。因而，飛機(jī)顫振飛行試驗(yàn)成為驗(yàn)證新機(jī)和型號改型的顫振安全性必不可少、最有說服力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
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展開 顫振，彈性結(jié)構(gòu)在均勻氣（或液）流中受到空氣（或液體）動力、彈性力和慣性力（見達(dá)朗伯原理）的耦合作用而發(fā)生的大幅度振動，它是氣動彈性力學(xué)中最重要的問題之一。
飛行器、高層建筑和橋梁等結(jié)構(gòu)都可能發(fā)生顫振。顫振常導(dǎo)致災(zāi)難性的結(jié)構(gòu)破壞，1940年美國的塔科馬海峽橋因顫振而倒塌就是一個(gè)例子。
顫振問題在飛行器中尤為突出。設(shè)計(jì)飛機(jī)時(shí)，首先通過結(jié)構(gòu)分析軟件在飛機(jī)的結(jié)構(gòu)有限元基礎(chǔ)上引進(jìn)空氣動力載荷，通過計(jì)算分析得到飛機(jī)的顫振速度。然后在風(fēng)洞中進(jìn)行模型試驗(yàn)以確認(rèn)顫振臨界速度。飛機(jī)樣機(jī)生產(chǎn)出來后，還需進(jìn)行實(shí)機(jī)的飛行顫振試驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)要求后方能定型。
發(fā)生顫振的必要條件
結(jié)構(gòu)上的瞬時(shí)氣動力與彈性位移之間有位相差，因而使振動的結(jié)構(gòu)有可能從氣流中吸取能量而擴(kuò)大振幅。
圖1為彎扭顫振中機(jī)翼吸取能量的示意圖，圖中以1/8振動周期為間隔描繪出機(jī)翼某一橫截面在一個(gè)振動周期內(nèi)的位移（包括彎曲位移和扭轉(zhuǎn)位移），并示意地表示出氣動力在彎曲位移上作的功。其中扭轉(zhuǎn)位移的位相就是氣動力的位相。
圖1a表示彎曲位移（即撓度）和氣動力同位相的情況，氣動力在一個(gè)周期內(nèi)對機(jī)翼作的正功和負(fù)功相互抵消；圖1b則表示氣動力落后于彎曲位移π/2的情況，由于氣動力總作正功，機(jī)翼不斷從氣流中吸取能量。
除了能量輸入外，還必須有一定的相對氣流速度才能發(fā)生顫振。在速度較低的情況下，結(jié)構(gòu)所吸取的能量會被阻尼消耗而不發(fā)生顫振，只有在速度超過某一值時(shí)，才會發(fā)生顫振。
若吸取的能量正好等于消耗的能量，則結(jié)構(gòu)維持等幅振動，與此狀態(tài)對應(yīng)的速度稱為顫振臨界速度v（簡稱顫振速度）。當(dāng)氣流速度跨越顫振速度時(shí)，振動開始發(fā)散。
展開 顫振，彈性結(jié)構(gòu)在均勻氣（或液）流中受到空氣（或液體）動力、彈性力和慣性力（見達(dá)朗伯原理）的耦合作用而發(fā)生的大幅度振動，它是氣動彈性力學(xué)中最重要的問題之一。
飛行器、高層建筑和橋梁等結(jié)構(gòu)都可能發(fā)生顫振。顫振常導(dǎo)致災(zāi)難性的結(jié)構(gòu)破壞，1940年美國的塔科馬海峽橋因顫振而倒塌就是一個(gè)例子。
顫振問題在飛行器中尤為突出。設(shè)計(jì)飛機(jī)時(shí)，首先通過結(jié)構(gòu)分析軟件在飛機(jī)的結(jié)構(gòu)有限元基礎(chǔ)上引進(jìn)空氣動力載荷，通過計(jì)算分析得到飛機(jī)的顫振速度。然后在風(fēng)洞中進(jìn)行模型試驗(yàn)以確認(rèn)顫振臨界速度。飛機(jī)樣機(jī)生產(chǎn)出來后，還需進(jìn)行實(shí)機(jī)的飛行顫振試驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)要求后方能定型。
發(fā)生顫振的必要條件
結(jié)構(gòu)上的瞬時(shí)氣動力與彈性位移之間有位相差，因而使振動的結(jié)構(gòu)有可能從氣流中吸取能量而擴(kuò)大振幅。圖1為彎扭顫振中機(jī)翼吸取能量的示意圖，圖中以1/8振動周期為間隔描繪出機(jī)翼某一橫截面在一個(gè)振動周期內(nèi)的位移（包括彎曲位移和扭轉(zhuǎn)位移），并示意地表示出氣動力在彎曲位移上作的功。其中扭轉(zhuǎn)位移的位相就是氣動力的位相。圖1a表示彎曲位移（即撓度）和氣動力同位相的情況，氣動力在一個(gè)周期內(nèi)對機(jī)翼作的正功和負(fù)功相互抵消；圖1b則表示氣動力落后于彎曲位移π/2的情況，由于氣動力總作正功，機(jī)翼不斷從氣流中吸取能量。除了能量輸入外，還必須有一定的相對氣流速度才能發(fā)生顫振。在速度較低的情況下，結(jié)構(gòu)所吸取的能量會被阻尼消耗而不發(fā)生顫振，只有在速度超過某一值時(shí)，才會發(fā)生顫振。若吸取的能量正好等于消耗的能量，則結(jié)構(gòu)維持等幅振動，與此狀態(tài)對應(yīng)的速度稱為顫振臨界速度v（簡稱顫振速度）。當(dāng)氣流速度跨越顫振速度時(shí)，振動開始發(fā)散。
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2023-07-04 10:27:39
近日，大型滅火/水上救援水陸兩棲飛機(jī)(AG600)全機(jī)模型顫振風(fēng)洞試驗(yàn)在 FL-13 風(fēng)洞順利完成。本期試驗(yàn)由中航通飛華南飛機(jī)工業(yè)有限公司提出,試驗(yàn)?zāi)康氖菧y定顫振臨界速度和顫振頻率，為飛機(jī)顫振特性分析提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持,驗(yàn)證顫振計(jì)算方法的有效性。
鄭旭等[14]研制了舵翼顫振的試驗(yàn)裝置，試驗(yàn)表明，存在臨界來流速度，大于該速度時(shí)舵翼開始振動，且隨著來流速度增大，舵翼振動幅值也隨之增大。
通常，防止顫振研究包括顫振理論分析、縮比顫振模型的高低速風(fēng)洞試驗(yàn)、全機(jī)地面共振試驗(yàn)以及顫振飛行試驗(yàn)等。
由于理論分析和試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮趯φ鎸?shí)飛機(jī)的模擬上存在固有的不足，飛機(jī)顫振飛行試驗(yàn)處于防顫振研究的最終環(huán)節(jié)，既以各項(xiàng)計(jì)算、風(fēng)洞試驗(yàn)和地面試驗(yàn)的結(jié)果為基礎(chǔ)，又是這些工作的補(bǔ)充和鑒定。
[21] 王囡囡，侯友夫.基于動柔度法的二元機(jī)翼顫振主動控制試驗(yàn)研究[J].組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)，2013(4):27-31.
[22] 張恩陽，宋榮志，馮琨程，等.具有間隙非線性的全動舵系統(tǒng)的顫振分析[J].兵器裝備工程學(xué)報(bào)，2016，37(1):136-141.
然后在風(fēng)洞中進(jìn)行模型試驗(yàn)以確認(rèn)顫振臨界速度。飛機(jī)樣機(jī)生產(chǎn)出來后，還需進(jìn)行實(shí)機(jī)的飛行顫振試驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)要求后方能定型。
發(fā)生顫振的必要條件
結(jié)構(gòu)上的瞬時(shí)氣動力與彈性位移之間有位相差，因而使振動的結(jié)構(gòu)有可能從氣流中吸取能量而擴(kuò)大振幅。
然后在風(fēng)洞中進(jìn)行模型試驗(yàn)以確認(rèn)顫振臨界速度。飛機(jī)樣機(jī)生產(chǎn)出來后，還需進(jìn)行實(shí)機(jī)的飛行顫振試驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)要求后方能定型。
發(fā)生顫振的必要條件
結(jié)構(gòu)上的瞬時(shí)氣動力與彈性位移之間有位相差，因而使振動的結(jié)構(gòu)有可能從氣流中吸取能量而擴(kuò)大振幅。
利用調(diào)整后的模型進(jìn)行氣動彈性顫振分析
機(jī)翼振動模態(tài)試驗(yàn)與顫振分析.pdf
