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摘 要:在舵结构的地面模态试验中,非线性因素对测试结果有很大影响。影响舵面的非线性因素也主要表现为间隙非线性。舵面结构由于在测试时往往处于上电上压状态,要求在测试过程中能在短时间内,得到舵面结构的收敛频率。目前最常用的舵面旋转频率测试方法为渐进加力法。然而,这种方法受激振力值及舵面强度的限制,很难在短时间内得到舵面的收敛频率。文章在渐进加力的基础上,采用加预载的方法来克服舵面的间隙,减小了测试过程中的最大力值,避免了舵面强度不够的影响,并且缩短了测试时间,提高了测试效率。
关键词:舵面;地面模态试验;非线性;旋转模态
1 概述
以往测试舵面的模态,基本都是采用渐进加力的方法。本文采用渐进加力和加预载相结合的方法。首先对间隙下模态测试进行了详细的理论推导,从理论上得出了这种测试方法的有效性。其次,以某型飞机的舵面为实例,测试了舵面结构的旋转模态,得到了舵面的最终收敛频率。本文的测试方法,为以后继续研究舵面结构的旋转模态打下了基础,在缩短时间周期,提高测试效率方面有很大进步,同避免了测试中的舵面偏转风险,有很好的工程应用价值。
2 间隙非线性理论
舵面在某一自由度方向上的运动可以看做一个单自由度振动系统。具有对称间隙的单自由度振动系统,其力学模型如图1所示。
图1 间隙条件下外挂力学模型
图2 间隙非线性
k0为连接刚度,M为外挂质量,?啄为外挂间隙。
根据简谐振动F=K0x,图1所示的模型回复力的表达式为:
5 结论
本文通过渐进加力和给舵面加预载的方法克服了舵面间隙的影响,解决了间隙非线性条件下舵面的模态测试问题。提出了渐进加力和加预载相结合的方法,这种方法不但有效解决了舵面结构的模态测试问题,并能缩短试验周期,提高试验效率,对后续继续研究舵面结构的模态测试难题打下基础。
参考文献
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