温度效应对铝合金壁板高频声振疲劳寿命的影响研究

基于统计能量分析方法,计算了不同温度条件下飞行器铝合金壁板的高频声振响应及均方应力;采用零阶矩应力谱法获得了简化应力功率谱,结合频域疲劳寿命分析方法计算了壁板的高频疲劳寿命。分别研究了温度变化导致结构的刚度、材料S-N曲线变化对铝合金壁板高频疲劳寿命的影响规律。研究结果表明:仅考虑刚度变化时,随着温度升高,危险点响应和均方应力均逐渐减小,进而导致壁板疲劳寿命变长;综合考虑刚度、S-N曲线随温度变化时,温度由20℃升高到100℃或降低至-60℃,均会导致铝合金壁板疲劳寿命显著缩短。高频声振疲劳这一特殊的温度效应,对高超声速飞行器的设计而言是一个新的发现。

内损耗因子对铝合金壁板高频疲劳寿命影响的研究

基于统计能量分析方法计算高超声速飞行器铝合金壁板高频声振响应,分析了在不同内损耗因子情况下壁板均方根应力和危险点响应集中因子。进而采用频域疲劳寿命方法,结合零阶矩应力谱法计算了壁板的高频疲劳寿命,研究了在不同内损耗因子情况下铝合金壁板高频疲劳寿命的变化规律。研究结果表明:随着内损耗因子的增大,壁板的均方响应逐渐减小,但响应集中因子逐渐增大,最终导致壁板疲劳寿命出现先变长后缩短的变化趋势;随着内损耗因子的增大,高频段应力响应对疲劳寿命的贡献量明显增大。

飞行器声振动力学环境响应预示方法

在简要概述了统计能量分析法和相似结构外推法的基础上,可以看出:统计能量分析法已经成为高频声振环境结构响应预示的主要方法,而相似结构外推法因其简单易用且适用于全频域范围的特点,仍然应用于声振环境响应预示。分别利用两种方法对飞行器整流罩简化模型的声振环境响应进行了分析。最后通过对计算结果的对比分析,对外推法的缺陷进行了探讨。

统计能量分析方法及应用综述

统计能量分析(statistical energy analysis,SEA)是一种处理复杂耦合系统高频动力学响应的常用计算方法。该综述从经典统计能量分析(classical statistical energy analysis,CSEA)入手,详细介绍CSEA演化为SEA的进展历程,并从理论发展和实际工程应用过程两方面对前人所做的大量工作进行概述,对SEA提出至今的理论推导及应用最新进展进行了系统归纳分析和总结。详细介绍总结了统计能量分析在工程实际中的一些典型成功应用案例及未来研究趋势。