热结构在随机压力载荷作用下跳变响应计算与分析

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1、第28卷第1期20I1年2月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityV01．28No．1Fl出．201文章编号：2095—1248(2011)0l一0005-05热结构在随机压力载荷作用下跳变响应计算与分析李纪永，沙云东，唐金，张振(沈阳航空航天大学辽宁省数字化工艺仿真与试验技术重点实验室，辽宁沈阳110136)摘要：先进的航空航天器结构暴露在严酷的工作载荷环境中，包括复杂的机械力载荷、压力载荷、声载荷和热载荷，这些载荷会导致结构以非线性方式响应。研究了随机压力载荷作用

2、下高温薄壁结构动态响应计算方法，并构建了计算模型。首先讨论了温度对结构刚度的影响．分析表明屈曲前结构刚度随温度升高而降低，屈曲后结构刚度随温度升高而升高。在此基础上着重讨论了随机压力载荷作用下高温薄板跳变响应，对热载荷作用下的结构屈曲，以及在随机压力载荷作用下呈现出的复杂非线性动态响应特征进行了分析。关键词：高温薄壁结构；随机压力载荷；热屈曲；跳变响应中图分类号：V215．5：V232．6文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2011．01．002Snap-throughResponse

3、AnalysisofHigh-temperatureStructureUnderRandomPressureLoadingLIJi-yong，SHAYun—dong，TANGJin，ZHANGZhen(DigitalSimulationandTestTechnologyKeyLabofLiaoningProvince，ShenyangAerospaceUniversity，LiaoningShenyang110136)Abstract：Exposuretosevereoperationenvironment，includ

4、ingcomplexmechanical，pressure，acoustic，andthermalloads，cancauseadvancedaircraftandspacecraftstructurestorespondinanonlinearfashionandexhibitcomplexresponsecharacteristics．Thispaperbuildsamodeltocalculatethedynamicresponseofthin-wallstructureundercombinedloads．Fir

5、st，thispaperanalyzesstiffnesschangesofthin-wallstructureunderthermalloading．whichshowsthatastemperatureinceasesthestructure’spre-bucklingstiffnessde—creasesanditspost-bucklingstiffnessincreases．Basedonthisphenomena，thispaperexaminesthedynamicthermalbucklinginduce

6、dbyrandomloadingandcomplexresponsecharacteristicsofthin·walledstructure．Keywords：thin-wallstructure；randompressureloading；thermalbuckling；snap-through先进的航空航天器结构面临着复杂的环境，包括热载荷、机械力载荷、压力载荷、声载荷联合作用，复合环境下壁板结构的响应研究是随着航空航天科技的进展而发展起来的⋯。随着飞行速度的增大，飞行器蒙皮、航天器隔热防护板等结构暴露在越来越严酷

7、的热声及气动振动等复合环境中，Blevins曾提到没有热保护系统的飞行器结构表面温度估计达1600℃，飞机部件如进气道、后机身及尾翼都处于高温强噪声环境中¨J。热载荷、噪声和气动等随机压力载荷对薄壁板结构寿命的影响要比对单一环境所影响的简单叠加要严重的多HJ，航空薄壁结构在热一随机压力载荷联收稿日期：2010一09—02基金项目：航空基础科学基金资助基金项目(项目编号：02C54007)作者简介：李纪永(1985一)，男．山东I临沂人．在读研究生．主要研究方向：航空发动机强度、振动及噪声．E-mail：Uynav@163

8、．corn；沙云东(1966·)．男．黑龙江阿城人．教授．主要研究方向：航空发动机强度、振动及噪声．E-mail：Ydsha2003@sina．corn。6沈阳航空航天大学学报第28卷合作用下薄板易发生跳变响应，跳变响应发生后反转的应力对结构产生很大的破坏垆J。利用基于有限元法的数值仿真，探讨了屈曲前后薄壁结构刚度的