题目：亚音速下板壳结构颤振问题 的仿真研究

随着我国航天航空、高速列车事业的飞速发展，在气流中高速运动的板壳结构越来越多，这些板壳结构由于较小的厚度和较少的约束，很容易发生颤振问题。对于颤振问题，国内外很早就开始了广泛的研究，主要方法是风洞实验和理论分析计算，主要对象集中在平直机翼上。而本文则主要基于仿真软件Patran/Nastran，对简化后类似于平板（平直机翼）、折板（折叠翼、高速列车裙板）和曲板（导弹卷弧翼）结构进行模态和颤振分析，并通过仿真结果与前人试验值或分析计算值的对比验证，证明本文分析方法的可靠性。在此基础上本文分析得出了平直机翼、折叠翼和卷弧翼的振动模态和颤振特性与结构参数的对应关系。 首先，本文介绍了气动弹性的基本原理，其中重点介绍了计算非定常气动力的偶极子网格法。然后通过调研多种气动力和结构的耦合方法，选出了适合本文的无限板样条法。最后介绍了线性颤振的振动方程和求解此方程的三种求解方法。 其次，本文利用Patran 建立了不同厚度和不同展弦比后掠翼的有限元模型，用Nastran求出了它们的各阶模态和颤振特性。计算结果表明，随着厚度的增加，平直机翼的颤振频率和颤振速度线性增加；随着展长的增加，平直机翼的颤振频率和颤振速度非线性减小。 此外，本文用数值仿真方法分析了不同折叠角度下的折叠翼的模态和颤振特性。通过对结果进行分析，得到了折叠角对折叠翼各阶固有频率和颤振特性的影响规律，并将高速列车裙板简化为带小折角的折板，对其进行了颤振分析。最后，由于国内外对曲面的颤振特性研究很少，而且也是通过风洞试验或者较复杂的理论进行分析研究，所以本文提出通过用多片平面气动面组合来近似实际作用在曲板的作用力的思想，简化了曲面颤振的分析方法。运用Patran/Nastran对导弹卷弧翼进行了颤振分析，并通过试验值验证了本文所提方法的可靠性。在此基础上利用此方法分别对不同曲率、弦长和厚度的卷弧翼进行模态和颤振分析，得到了卷弧翼曲率、厚度和弦长对卷弧翼模态振型、固有频率和颤振特性的影响规律。