典型金屬熱防護(hù)結(jié)構(gòu)的模態(tài)實(shí)驗(yàn)和熱振動(dòng)特性仿真分析.pdf

1、隨著人類太空技術(shù)的日益發(fā)展，可重復(fù)使用航天器已成為各航空大國競相研究的對象，可重復(fù)使用航天器在巡航或再入過程中時(shí)面臨著嚴(yán)酷的氣動(dòng)力/熱/噪聲等復(fù)合環(huán)境，對熱防護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的完整性和耐久性提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。熱環(huán)境下的動(dòng)特性是進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此對金屬熱防護(hù)系統(tǒng)熱振動(dòng)特性的研究是非常有必要的。
　　本文主要對四點(diǎn)固支的金屬熱防護(hù)板熱動(dòng)特性進(jìn)行了熱結(jié)構(gòu)分析。首先基于理論、有限元方法對比分析了薄板結(jié)構(gòu)熱屈曲臨界溫度影響因

2、素，給出了熱環(huán)境下工程實(shí)際結(jié)構(gòu)線性和非線性的分析流程，研究了熱環(huán)境對固有振動(dòng)頻率和固有振型的影響。使用有限元軟件MSC.NASTRAN依據(jù)上述分析流程對比分析了某試驗(yàn)金屬熱防護(hù)板結(jié)構(gòu)模型載均勻和非均勻溫度場下結(jié)構(gòu)模態(tài)的影響規(guī)律。結(jié)果表明，此類金屬熱防護(hù)板結(jié)構(gòu)在熱環(huán)境下易發(fā)生屈曲，熱模態(tài)分析中需考慮熱屈曲、大位移變形等因素。同時(shí)證實(shí)熱環(huán)境對金屬熱防護(hù)板結(jié)構(gòu)動(dòng)特性影響較大，結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)頻率隨熱環(huán)境下彈性模量的降低而減小，熱應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的固有