舵面折叠锁定机构刚度研究

来源 :中国航天第二研究院 航天科工集团第二研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laiqu8710
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导弹的折叠空气舵由于折叠间隙的存在,弯曲频率大幅度下降,进而容易引发颤振问题,该问题已成为折叠舵结构设计的瓶颈。目前折叠舵的频率设计主要依靠模态试验,设计周期长、成本高。因此开展含间隙的连接结构的接触刚度、结构材料、结构形式对结构的频率影响,是十分必要的。本文针对针折叠舵的间隙特性,开展了间隙对折叠锁定机构刚度影响的研究,建立了有效的含间隙结构接触刚度值的预估方法。  根据导弹折叠舵结构特点,将折叠舵简化为梁模型来研究频率的影响因素。根据梁的振动的基本方程,推导出弹性支承弯曲振动梁的频率方程的解析表达式,并利用数值方法计算出在不同条件下弯曲振动梁的频率,研究连接刚度及材料和结构形式对折叠舵固有频率的影响。  针对折叠舵的简化模型,通过确定轴孔配合接触面积和单位面积接触刚度,提出一种新的连接刚度确定方法。采用新的计算模型得到的结果与试验测得的数据进行对比,验证提出的接触刚度模型的准确性及适用范围。对于间隙值较大的情况,利用显式动力学的方法,分析整个动态过程中接触力与接触面积的变化情况,研究间隙及激振力大小对频率的影响机理。最终在实际舵模型上对上述方法进行验证,证明其有效性。  通过课题研究,分析折叠舵弯曲频率的影响因素;得到折叠机构的接触刚度算法;进而研究间隙非线性对折叠舵弯曲频率的影响。利用本文得出的方法能够减少折叠舵结构多轮的设计改进和反复的试验,对折叠舵的频率设计、颤振计算有一定的指导意义。
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