利索能及
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专利号: 2025100590859
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种飞行器壁板颤振抑制的被动非线性耗能式控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、建立被动非线性耗能结构的等效力学模型;

步骤2、等效非线性刚度;

步骤3、等效非线性粘性阻尼;

步骤4、建立含被动非线性耗能结构的四边固支式壁板的等效力学模型;

步骤5、建立固支型壁板中被动非线性耗能结构的非线性等效粘性阻尼的简化计算模型;

步骤6、确定被动非线性耗能结构在壁板中的安装位置及数量;

所述被动非线性耗能式控制方法的被动非线性耗能式控制结构,包括:线性刚度弹簧(1)、动触点(2)、静触点(3);所述线性刚度弹簧(1)的一端连接在飞行器的壁板(5)的内侧壁,所述线性刚度弹簧(1)的另一端连接所述动触点(2),所述动触点(2)滑动连接所述静触点(3),所述静触点(3)固定连接在飞行器的机架(4)上;

所述动触点(2)与所述静触点(3)之间存在库仑摩擦;

所述线性刚度弹簧(1)两端的连线与壁板(5)的垂线之间设有夹角。

2.根据权利要求1所述的一种飞行器壁板颤振抑制的被动非线性耗能式控制方法,其特征在于,所述动触点(2)滑动连接静触点(3)的滑动方向平行于所述壁板(5)或者垂直于所述壁板(5)。

3.根据权利要求1所述的一种飞行器壁板颤振抑制的被动非线性耗能式控制方法,其特征在于,所述线性刚度弹簧(1)两端的连线与壁板(5)的垂线之间的夹角为θ;

当所述动触点(2)滑动连接静触点(3)的滑动方向平行于壁板(5)时,所述夹角θ的取值范围为:45°≤θ≤80°;

当所述动触点(2)滑动连接静触点(3)的滑动方向垂直于壁板(5)时,所述夹角θ的取值范围为:10°≤θ≤60°。

4.根据权利要求1所述的一种飞行器壁板颤振抑制的被动非线性耗能式控制方法,其特征在于,所述线性刚度弹簧(1)连接壁板(5)内侧壁的连接方式包括:线性刚度弹簧(1)固定连接壁板(5)内侧壁、线性刚度弹簧(1)铰支连接壁板(5)内侧壁、线性刚度弹簧(1)转动连接壁板(5)内侧壁。

5.根据权利要求1所述的一种飞行器壁板颤振抑制的被动非线性耗能式控制方法,其特征在于,所述静触点(3)上设有限位装置(8),所述限位装置(8)用于限定所述动触点(2)滑动连接静触点(3)的滑动行程。

6.根据权利要求1所述的一种飞行器壁板颤振抑制的被动非线性耗能式控制方法,其特征在于,所述步骤1中,等效力学模型的线性刚度弹簧在X和Z方向产生的分力分别为:        (1)

 (2)

式(1)、式(2)中, 表示线性刚度弹簧的刚度, 表示线性刚度弹簧自由状态下的长度,  表示线性刚度弹簧与Z方向的夹角,表示线性刚度弹簧的上连接端与动触点在X方向上的距离,表示壁板与机架在Z方向上的距离,表示当壁板发生颤振时随壁板发生颤振的变量。

7.根据权利要求6所述的飞行器壁板颤振抑制的被动非线性耗能式控制方法,其特征在于,所述步骤2中,等效非线性刚度为: (4)

式(4)中, , ;

所述步骤3中,等效非线性粘性阻尼为:

 (6)

式(6)中, 表示等效粘性阻尼, 表示摩擦系数, 表示摩擦接触面间的正压力, 表示结构体的振动频率,表示结构体的振幅。

8.根据权利要求7所述的飞行器壁板颤振抑制的被动非线性耗能式控制方法,其特征在于,所述步骤5中,简化计算模型的非线性等效粘性阻尼可表达式分别为: (14)

 (15)

式(14)、式(15)中, 表示截面惯性矩; 表示被动非线性耗能结构的非线性刚度,表示支持位置, 表示壁板位移函数, 表示空腔内静态压力分布,表示气动压力。

9.根据权利要求1所述的飞行器壁板颤振抑制的被动非线性耗能式控制方法,其特征在于,所述步骤6具体包括:根据被动非线性耗能结构产生非线性作用力 和非线性等效粘性阻尼 ,结合壁板的振动频率 、截面惯性矩 ,得出线性刚度弹簧刚度 、参数、线性刚度弹簧原长 、安装位置 ,从而选择线性刚度弹簧参数及安装位置。