ИССЛЕДОВАНИЕ ПУТЕЙ СНИЖЕНИЯ НАГРУЗКИ ПРИ СВЕРХЗВУКОВОМ ФЛАТТЕРЕ УПРУГОЙ ПЛАСТИНЫ

Автор: Анастасия Сергеевна Шишаева

Соавторы: В.В.Веденеев, Г.Б.Сушко, А.А.Аксенов

Организация: НИИ механики МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва/ ООО "Тесис", Москва

На сегодняшний день известно два основных вида сверхзвукового флаттера закрепленной с двух сторон пластины: связанный и одномодовый. Связанный флаттер достаточно подробно изучен и хорошо описывается поршневой теорией [1]. Математическое исследование одномодового флаттера появилось относительно недавно [2]. При этом, одномодовый флаттер представляет большую опасность для летательных аппаратов, поскольку возникает на низких сверхзвуковых скоростях и приводит к большим нагрузкам на их элементы конструкции.

Работа посвящена поиску путей снижения опасной нагрузки при флаттере упругой жестко закрепленной с двух сторон пластины. Исследования проводятся с использованием численного моделирования в программных комплексах Abaqus и FlowVision.

 Одномодовый флаттер пластины, можно условно разделить на три основных вида: простой одномодовый флаттер с одной независимой частотой, резонансный флаттер с двумя кратными частотами и непериодический флаттер с двумя или более некратными частотами [3]. Наиболее опасными являются резонансный и непериодический флаттер. Возможны два варианта снижения ущерба от реализующегося флаттера: прохождение опасного участка на большом ускорении, не позволяющем развиваться наиболее опасным видам флаттера, или управление колебаниями за счет внесения возмущения.

В данной работе проведены исследования колебаний пластины в потоке, ускоряющемся и замедляющемся с разной интенсивностью, определены различия поведения пластины при разных значениях ускорения и замедления и определены значения ускорения и замедления потока, при которых не происходит развитие опасных видов флаттера. Также, проведено исследование влияния кратковременного возмущения на колебания пластины при постоянном и переменном внешнем потоке газа. Получено, что внесение возмущения приводит к изменению частоты колебаний и в ряде случаев, к развитию колебаний другого вида. Что, в свою очередь, позволяет предотвращать развитие наиболее опасных видов флаттера.

Исследования проводились в рамках проекта РФФИ 18-01-00404.

1. А.А.Мовчан. О колебания пластинки, движущейся в газе // Известия АН СССР. ПММ., 1956, Т. 20, Вып. 2., С. 211-222.

2. В. В. Веденеев. Предельные циклы колебаний при одномодовом флаттере пластины// ПММ. 2013. Т. 77. Вып. 3. С. 355-370.

3. Shishaeva A. S., Vedeneev V. V., Aksenov A. A., Sushko G. В.. Transonic panel flutter in accelerating or decelerating flow conditions// AIAA Journal, 2018, V. 56(3), P. 1-14.