【摘 要】
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风洞实验是飞行器设计开发中不可或缺的重要环节。在风洞试验中，飞机模型通过尾撑支杆固定在底座的弯刀结构上，在气流脉动载荷的作用下，这种结构极易产生低频大幅度振动，从而影响测力天平的正常工作，导致测试数据不准确，振动过大时还可能造成实验系统损坏等安全事故。针对风洞尾撑模型振动的宽频时变性，研发可控刚度阻尼范围宽、自适应性能好、响应速度快的智能减振方法是解决问题的关键。然而被动减振结构参数固定，无法适应时变振动的减振要求。主动减振技术，例如压电执行器，输出位移小（对共振时的大振幅抑制效果差）、稳定性差（对模型结
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风洞实验是飞行器设计开发中不可或缺的重要环节。在风洞试验中，飞机模型通过尾撑支杆固定在底座的弯刀结构上，在气流脉动载荷的作用下，这种结构极易产生低频大幅度振动，从而影响测力天平的正常工作，导致测试数据不准确，振动过大时还可能造成实验系统损坏等安全事故。针对风洞尾撑模型振动的宽频时变性，研发可控刚度阻尼范围宽、自适应性能好、响应速度快的智能减振方法是解决问题的关键。然而被动减振结构参数固定，无法适应时变振动的减振要求。主动减振技术，例如压电执行器，输出位移小（对共振时的大振幅抑制效果差）、稳定性差（对模型结构参数敏感，时滞的存在易引起系统发散）、成本高，使得其在风洞尾撑模型振动抑制应用中受限。基于磁流变材料（磁流变弹性体）半主动减振方案具有响应速度快（毫秒级）、变化范围宽、能耗小、稳定性和可逆性好等优点且与主动控制相差小，在减振降噪领域受到广泛的关注。本文针对尾撑模型在风洞试验过程中的低频大幅振动问题，提出MRE减振方法，并研究MRE基模型减振机理和减振器设计方法，主要从以下几个方面进行研究：
①将尾撑模型试验系统等效为悬臂梁结构，基于欧拉-伯努利梁理论建立其振动方程，同时考虑支杆的变截面结构，结合有限元分割方法，对其动力学特性进行理论计算。并通过COMSOL有限元分析软件进行仿真分析从而验证了理论计算结果的准确性。计算和仿真结果表明，尾撑模型的一阶固有频率约为30.5Hz，二阶固有频率约为204.0Hz。
②搭建实验室环境下的尾撑模型试验系统，分别使用锤击法和激振法对模型进行模态实验，并和理论分析结果进行对比，验证理论分析的准确性。
③将MRE基尾撑模型减振系统等效为变材料变截面悬臂梁结构，从静力学和动力学分析其在不同工作模式MRE减振方案的控制效果，确定了剪切-挤压混合模式MRE减振器的减振方案，确定尾撑模型MRE减振系统的具体结构。
④搭建MRE基模型减振控制实验系统，分别通过扫频实验和31.25Hz单频正弦信号激励分析不同激励电流下MRE基尾撑模型的减振效果。实验结果表明，MRE基尾撑模型对一阶模态下的振动具有显著的减振效果，当激励电流为3A时，主要测点的加速度均方根衰减可达17.2%。
以上研究为风洞尾撑模型的减振提供了新思路和方法。
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