邱振宇， 陈务军，赵　兵，陈宇峰

(上海交通大学 空间结构研究中心,上海　200240)



充气尾翼湿模态分析与试验研究

邱振宇， 陈务军，赵兵，陈宇峰

(上海交通大学 空间结构研究中心,上海200240)

为分析复杂形状充气尾翼的模态特性，基于势流理论和预应力刚化模型，提出采用单元尺度的三角形单元等效单元面积特征参数，建立三角形单元附加质量的计算方法，应用Abaqus的UEL二次开发建立了数值分析方法。通过经典的平面圆形薄膜试验验证了方法，并对复杂形状充气尾翼的模态进行了分析与试验，两者结果吻合较好。对飞艇等复杂充气结构模态特性研究具有参考价值。

充气尾翼；空气附加质量；UEL；干模态；湿模态

充气尾翼是典型气囊式充气膜结构，在对其进行风振响应分析时，由于膜结构柔度较大，当结构自身振动时，结构周围的流体也随之振动。在研究结构自振特性时，可将流体的作用作为附加质量进行分析，与轻质薄膜结构一致，附加质量对充气膜结构的振动模态的影响十分显著，大型膜结构的实测固有频率仅相当于不考虑附加质量计算结果的15%～30%[1]。

膜结构在空气中振动产生的附加质量的理论方法主要是Miles等[2-3]提出的行波理论，可用于计算无限长薄板的附加质量；Jones等[4]提出的细长翼理论，为平面薄板的附加质量计算提供了依据；Minami[5]通过研究提出了薄翼理论，证明在不可压缩的流体中膜结构的附加质量可等效均布于膜面相当于膜长68%的空气质量。……