多场载荷作用下舵面蒙皮响应分析及寿命预估

栾孝驰，胡增辉，沙云东

（沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室，辽宁 沈阳 110136）

1 引言

导弹舵面在真实工作环境中，气动载荷和高分贝噪声双重影响下使舵面蒙皮承受巨大的气动压力、热应力和随机声激振力。这种复杂载荷不仅改变结构刚度，也改变了材料参数和形状，使结构表现出复杂的大扰度非线性响应，严重影响打击精度，甚至导致蒙皮开裂失效，对导弹结构完整性和整体可靠性产生严重威胁[1-2]。然而模拟这种复杂的工作环境费用十分昂贵，并且获得可靠数据比较困难。因此复杂载荷下舵面蒙皮响应分析及寿命预估在导弹设计阶段起到重要辅助作用。

目前对导弹舵面研究主要集中在气动载荷响应及热模态分析。文献[3]对高超声速飞行器舵面响应分析建立了一套可行的气动热、气动力的数值研究方法。分析了舵面模态和频率随气动热和气动力的变化情况。文献[4]基于NASTRAN对一个简单翼舵模型进行了热模态分析，得出热应力影响结构刚度分布。文献[5]以导弹舵面为研究对象，针对高温环境下结构热模态激振方法进行了优化及试验验证。然而以上学者所做的工作忽略了导弹舵面在飞行中承受的高强度噪声载荷，并不能准确模拟舵面的真实工作环境。

在结构热声激振响应研究方面，文献[6]基于冯卡门大挠度理论开展了薄壁结构在热声载荷下动力学响应分析。文献[7]通过结合Monte Carlo法与Galerkin法，进一步开展了薄壁结构在热声载荷下振动响应计算与分析。……