变截面舵面结构全场瞬态变形测量及振动特性分析

来源：计算机测量与控制杂志2022年第6期北京时间：

作者：彭富豪,于开平,康亚涛,刘帅帅,张伟

单位：哈尔滨工业大学 航天学院

摘要：搭建了一套全场非接触应变测量系统,对变截面舵面结构受随机载荷激励作用下的变形及振动特性进行实验研究。实验以2A12铝合金材料制成的变截面舵面结构为试验对象,采用高分辨率的相机记录舵面结构全场清晰的散斑图像,然后利用三维数字图像相关方法对其结构表面的连续变形进行直接测量,同时利用傅里叶变换对采集到的散斑图像进行振动特性分析,获得变截面舵面结构的模态频率和模态振型。为验证非接触测量得到的振动特性结果的准确性,用小质量加速度传感器得到的振动响应信号进行对比。试验结果表明,在0~500Hz的测试频段内,三维数字图像相关方法辨识变截面舵面结构前三阶模态参数与加速度传感器测量结果非常吻合,前三阶固有频率误差在2%以内,阻尼比误差在6%以内,前二阶模态振型均为弯曲模式,第三阶模态振型为弯曲扭转耦合模式,验证了三维数字图像相关的全场振动测量技术的有效性,为高温环境及非线性变截面舵面结构非接触振动测试提供依据。

关键词：变截面舵面结构;数字图像相关方法;全场应变测量;模态识别;光学测量;振动响应

基金资助：国家自然科学基金(12102103；11372084)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(HIT.NSRIF.2020014)