一种适用于结构模态耦合试验的扫频电压预估方法与流程

本发明属于气动弹性力学领域，涉及一种适用于结构模态耦合试验的扫频电压预估方法。

背景技术：

气动伺服弹性稳定性问题是飞机气动弹性和飞行控制耦合所产生的稳定性问题，它直接关系着飞机的飞行安全；而结构模态耦合试验是检验飞机气动伺服弹性稳定性的一项必要的地面试验，通过结构模态耦合试验，可以掌握飞机气动伺服弹性性能，为结构陷幅滤波器的设计提供参考；在进行结构模态耦合试验时，通过给舵面一个正弦激励，使舵面振动起来，并带动飞机机体振动；这个正弦激励的幅值大小通过扫频电压控制，以往通常采用试凑的方法来获得扫频电压；如果扫频电压过大，会使舵面过载过大，结构发生破坏；如果扫频电压过小，噪声会对扫频信号产生较大影响，从而影响试验结果。

技术实现要素：

本发明的目的是：提出一种适用于结构模态耦合试验的扫频电压预估方法，给出结构模态耦合试验的扫频电压大小的理论依据，以降低试验风险。

本发明的技术解决方案是：一种用于结构模态耦合试验的扫频电压预估方法；预知舵面特征长度c，结构能承受的最大过载nmax，安全系数s，扫频范围[f0,fmax]，扫频电压u和舵面转角θ的关系k，预估扫频电压u；本发明为结构模态耦合试验的扫频电压预估提供了理论基础，为试验的开展提供了支持；其中c的单位为m，nmax的单位为m·s^-2，f0和fmax的单位为hz，s的单位为1，u的单位为v，θ的单位为°，k的单位为°/v；其特征在于，一种用于结构模态耦合试验的扫频电压预估方法步骤如下：

1、根据下式计算出舵面允许过载值n：

2、根据下式计算出舵面允许振幅：

3、根据下式计算出舵面转角：

4、根据下式计算出扫频电压：

本发明的优点是：给出了本发明为结构模态耦合试验的扫频电压预估提供了理论基础，为试验的开展提供了支持，而且输入数据简单，方法方便易行。

附图说明

图1是一个舵面的简化示意图；

图中o为转轴位置，c为特征长度，表示从转轴到后缘的距离。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。参见图1，一种用于结构模态耦合试验的扫频电压预估方法；预知舵面特征长度c，结构能承受的最大过载nmax，安全系数s，扫频范围[f0,fmax]，扫频电压u和舵面转角θ的关系k，预估扫频电压u；本发明为结构模态耦合试验的扫频电压预估提供了理论基础，为试验的开展提供了支持；其中c的单位为m，nmax的单位为m·s^-2，f0和fmax的单位为hz，s的单位为1，u的单位为v，θ的单位为°，k的单位为°/v；其特征在于，一种用于结构模态耦合试验的扫频电压预估方法步骤如下：

1、根据下式计算出舵面允许过载值n：

n根据具体需求还可以直接根据实际情况指定值。

2、根据下式计算出舵面允许振幅：

3、根据下式计算出舵面转角：

4、根据下式计算出扫频电压：

本发明的原理是：通过结构过载和频率关系推导获得了一种适用于结构模态耦合试验的扫频电压预估方法，以给出结构模态耦合试验的扫频电压大小的理论依据。

实施例

对本发明所述方法，进行计算验证。表1给出了某结构模态耦合试验时情况a和情况b的扫频电压预估值。需要指出的是扫频最大频率值fmax对结果影响很大。

技术特征：

技术总结
本发明属于气动弹性力学领域，涉及一种适用于结构模态耦合试验的扫频电压预估方法。步骤如下：预知舵面特征长度c，结构能承受的最大过载nmax，安全系数f，扫频范围[f0,fmax]，扫频电压U和舵面转角θ的关系K；预估扫频电压U。本发明为结构模态耦合试验的扫频电压预估提供了理论基础，为试验的开展提供了支持，而且输入数据简单，方法方便易行。

技术研发人员：罗务揆;曾宪昂;唐矗;张庚庚;李俊杰
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
技术研发日：2018.12.04
技术公布日：2019.03.26