马赫数对大展弦比机翼颤振特性的影响
引言
大展弦比机翼的突出优点就是具有小诱导阻力和较高的升力线斜率，这能够省油和提高航程。为了提高气动效率，高空长航时无人机大部分采用了展弦比在15以上的大展弦比机翼。大展弦比机翼的刚度一般较小，在飞行载荷及惯性力作用下，会产生较大的弯曲和扭转变形。结构弹性的改变会引起机翼气动参数的变化，气动特性的改变可能加剧机体的变化，引起振动特性的改变，对飞机的飞行质量带来很大影响。因此，对于大展弦比机翼进行颤振分析是飞机设计的一项重要工作。
本文对大展弦比机翼建立有限元模型，并对其进行颤振特性分析，研究马赫数对大展弦比机翼的颤振特性影响。
1 外形特点
机翼具有无限多自由度，原则上，在颤振分析中对自由度没有限制，但为了避免颤振分析太复杂，应在建模中尽可能地减少其自由度，保留对颤振有重要影响的模态[1]。因此，将机翼简化为展弦比25，根梢比为0.5，无转折的薄板模型。在有限元建模时，将每个主要结构部件当做一系列沿部件弹性轴分布的梁单元进行建模。这些梁和实际结构具有相同的EI和GI。在主要质量翼段的质心处使用集中质量来表示块状质量和惯量[2][3]。如图1所示。
图1 机翼有限元模型
