Z型折叠机翼的非线性动力学与模态分析研究*

朴金丽 郭翔鹰张伟 祖武争

（北京工业大学机电学院机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室，北京 100124）

Z型折叠机翼的非线性动力学与模态分析研究*

朴金丽 郭翔鹰†张伟 祖武争

（北京工业大学机电学院机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室，北京 100124）

针对Z型折叠机翼这种复杂多体结构，运用多种不同的方法得到了结构的前4阶振动模态.将Z型折叠机翼假设为由三块碳纤维复合材料板组成，两板之间均以刚性铰链相连接.其中内翼左侧是固定端，并与机身相连接；中间翼以对边简支形式连接在内外翼之间；外翼的外端是自由端.在第一个铰链上施加驱动力矩M1为机翼提供折叠角速度，使中间翼进行转动；同时施加力矩M2于第二个铰链处，使外翼与内翼始终保持平行.本文首先利用Hamilton原理与von Karman大变形理论建立Z型折叠机翼的动力学模型，然后通过ANSYS软件设置合理的边界条件进行模态分析与谐响应分析，其次根据ANSYS模拟的Z型折叠机翼的振动形式，假设合适的模态函数，通过结构边界条件和系统动力学方程求出来的边界条件，求出三个板的横向振动模态函数，最后通过Maple验证得出的模态函数与ANSYS模拟的振动形式相符合.该研究不仅是Z型机翼的受迫振动响应分析的前提，而且对于Z型机翼的设计与实验也具有参考价值.

Z型折叠机翼，非线性振动，复合材料层合板，折叠角，模态分析，谐响应分析

引言

为了满足特定气流，特定……