李智勞+劉凡+崔盼禮+郭艷

摘 要：在舵結(jié)構(gòu)的地面模態(tài)試驗(yàn)中，非線性因素對(duì)測(cè)試結(jié)果有很大影響。影響舵面的非線性因素也主要表現(xiàn)為間隙非線性。舵面結(jié)構(gòu)由于在測(cè)試時(shí)往往處于上電上壓狀態(tài)，要求在測(cè)試過程中能在短時(shí)間內(nèi)，得到舵面結(jié)構(gòu)的收斂頻率。目前最常用的舵面旋轉(zhuǎn)頻率測(cè)試方法為漸進(jìn)加力法。然而，這種方法受激振力值及舵面強(qiáng)度的限制，很難在短時(shí)間內(nèi)得到舵面的收斂頻率。文章在漸進(jìn)加力的基礎(chǔ)上，采用加預(yù)載的方法來克服舵面的間隙，減小了測(cè)試過程中的最大力值，避免了舵面強(qiáng)度不夠的影響，并且縮短了測(cè)試時(shí)間，提高了測(cè)試效率。

關(guān)鍵詞：舵面；地面模態(tài)試驗(yàn)；非線性；旋轉(zhuǎn)模態(tài)

1 概述

以往測(cè)試舵面的模態(tài)，基本都是采用漸進(jìn)加力的方法。本文采用漸進(jìn)加力和加預(yù)載相結(jié)合的方法。首先對(duì)間隙下模態(tài)測(cè)試進(jìn)行了詳細(xì)的理論推導(dǎo)，從理論上得出了這種測(cè)試方法的有效性。其次，以某型飛機(jī)的舵面為實(shí)例，測(cè)試了舵面結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)模態(tài)，得到了舵面的最終收斂頻率。本文的測(cè)試方法，為以后繼續(xù)研究舵面結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)模態(tài)打下了基礎(chǔ)，在縮短時(shí)間周期，提高測(cè)試效率方面有很大進(jìn)步，同避免了測(cè)試中的舵面偏轉(zhuǎn)風(fēng)險(xiǎn)，有很好的工程應(yīng)用價(jià)值。

2 間隙非線性理論

舵面在某一自由度方向上的運(yùn)動(dòng)可以看做一個(gè)單自由度振動(dòng)系統(tǒng)。具有對(duì)稱間隙的單自由度振動(dòng)系統(tǒng)，其力學(xué)模型如圖1所示。

圖1 間隙條件下外掛力學(xué)模型

圖2 間隙非線性

k0為連接剛度，M為外掛質(zhì)量，？啄為外掛間隙。

根據(jù)簡(jiǎn)諧振動(dòng)F=K0x，圖1所示的模型回復(fù)力的表達(dá)式為：

5 結(jié)論

本文通過漸進(jìn)加力和給舵面加預(yù)載的方法克服了舵面間隙的影響，解決了間隙非線性條件下舵面的模態(tài)測(cè)試問題。提出了漸進(jìn)加力和加預(yù)載相結(jié)合的方法，這種方法不但有效解決了舵面結(jié)構(gòu)的模態(tài)測(cè)試問題，并能縮短試驗(yàn)周期，提高試驗(yàn)效率，對(duì)后續(xù)繼續(xù)研究舵面結(jié)構(gòu)的模態(tài)測(cè)試難題打下基礎(chǔ)。

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