各类飞行器在设计制造过程中,为了缩小体积以便储存和运输,往往会将舵面设计为折叠结构,工程实践当中往往在设计阶段忽略间隙的影响,按照线性方法进行分析,然而众所周知,折叠舵面结构的连接部分在设计、加工、装配过程中必然会导致其连接部分存在间隙,由于含间隙铰链机构的存在,在折叠舵面展开后,其刚度、模态、动力学响应、颤振特性与常规舵面相比呈现出了较大的不同,为了使舵面设计更加合理并贴合实际,必须采用新的方法加以探究。本课题针对高速飞行器折叠舵面结构进行了非线性动响应与颤振分析,主要研究折叠舵面结构间隙非线性参数的建模及其对结构动力学特性的影响,重点揭示舵面结构的非线性特性,着重研究折叠舵面的非线性建模问题,以及折叠舵面颤振问题。本课题首先研究了折叠舵面地面振动试验和非线性建模问题。间隙非线性是折叠舵面结构最主要的非线性环节,是舵面非线性动响应与颤振问题的主要研究内容,因此,本课题重点研究了折叠舵面结构间隙非线性建模,通过地面振动试验得到舵面的实验模态参数,作为准确建模的依据。舵系统动力学建模及分析要考虑多个环节参数的非线性与时变特性,这些参数的建模无论是理论研究、还是试验确定,方法都不是很完善,很难以一方面的结果作为参考去评价另一方面的误差或者精度,甚至有效性。因此在研究中采用的方法是非线性理论与地面振动试验紧密结合与相互佐证。依据对结构特性的认识建立数学模型,给出模型结构,其中模型参数通过试验确定,这样就取得了理论和试验的混合建模效应。考虑铰接连接,选定接触力模型,建立起含间隙集中非线性折叠舵面的动力学方程。探究了设计参数、实际间隙与动响应特性三者之间的关系。同时进行了折叠舵面多环节非线性振动分析。本课题提取了舵面中主要的非线性环节,对其中重要环节给出研究性设计,改变影响参数,对不同环节非线性的独立影响进行研究。在精确建模的基础之上,进行折叠舵面非线性动响应与颤振分析。本课题在考虑间隙影响的基础之上,探究了在高超声速气动力作用下折叠舵面的气动弹性响应特性,研究间隙非线性环节对于折叠舵面非线性动响应与颤振的影响作用。建立折叠舵面气动弹性方程,进行舵面颤振分析。