聂旭涛，赖 欢，张艳辉

（中国空气动力研究与发展中心，四川 绵阳 621000）

0 引 言

半柔壁喷管的喉道部分使用可转动和移动的固定型面喉道块，膨胀区使用柔性壁板。与全柔壁喷管相比，半柔壁喷管长度减少，降低了加工成本，并且能够实现风洞运行中马赫数的连续变化，风洞运行效率进一步提高［1］。半柔壁喷管的研究及应用在国外已逾半个世纪，而在国内却刚刚起步。深入研究半柔壁喷管的先进设计技术，对增强中国跨超声速风洞的试验效能具有重大现实意义。

半柔壁喷管是一个由多个刚体和柔性体组成的复杂多体系统，并受气动压力、作动点集中力以及自身重力等多种载荷作用。基于刚柔耦合动力学理论的动力学仿真软件ADAMS，为解决这类复杂动力学问题提供了一种有效的分析途径［2－4］。但是，ADAMS是采用模态柔性来表示柔性体弹性的，即模态向量和模态坐标的线性组合来表示弹性位移，对于存在柔壁大挠度变形以及螺钉联接接触等非线性问题的柔壁喷管来说，仿真计算结果会有较大误差，需要进行仿真模型改进。

联合ADAMS与PATRAN／NASTRAN软件，给出了半柔壁喷管机构动力学仿真的一般流程。针对柔壁大挠度变形以及螺钉联接接触等非线性问题，综合分段线性化、等效刚度等处理方法，建立了半柔壁喷管机构动力学仿真模型。为了验证该模型合理性，将其结果与NASTRAN软件非线性有限元计算、柔壁力学试验进行比较。最后，检查了柔壁型面与气动设计型面之间的吻合程度，并且分析了各个推杆驱动位移对试验段静压的影响关系。……