2025年航空氣動彈性穩(wěn)定性測試試卷及答案考試時(shí)長：120分鐘滿分：100分試卷名稱：2025年航空氣動彈性穩(wěn)定性測試試卷考核對象：航空航天工程專業(yè)學(xué)生、初級工程師題型分值分布：-判斷題（10題，每題2分）總分20分-單選題（10題，每題2分）總分20分-多選題（10題，每題2分）總分20分-案例分析（3題，每題6分）總分18分-論述題（2題，每題11分）總分22分總分：100分---一、判斷題（每題2分，共20分）1.航空氣動彈性穩(wěn)定性分析中，顫振臨界速度僅與結(jié)構(gòu)剛度有關(guān)，與氣動載荷無關(guān)。2.顫振是結(jié)構(gòu)在氣動激勵(lì)下發(fā)生的自激振動現(xiàn)象。3.提高結(jié)構(gòu)阻尼比可以有效降低顫振臨界速度。4.航空器氣動彈性穩(wěn)定性分析中，氣動導(dǎo)數(shù)C?對顫振影響最大。5.顫振分析中，結(jié)構(gòu)固有頻率越高，顫振臨界速度越高。6.氣動彈性穩(wěn)定性問題中，氣動載荷與結(jié)構(gòu)變形呈線性關(guān)系。7.航空器顫振分析中，顫振裕度越大，結(jié)構(gòu)安全性越高。8.顫振分析中，氣動彈性耦合矩陣的階數(shù)等于結(jié)構(gòu)自由度數(shù)。9.提高結(jié)構(gòu)氣動彈性穩(wěn)定性，可以通過增加結(jié)構(gòu)質(zhì)量實(shí)現(xiàn)。10.顫振分析中，氣動導(dǎo)數(shù)C?對結(jié)構(gòu)顫振特性影響較小。二、單選題（每題2分，共20分）1.以下哪個(gè)參數(shù)不屬于顫振分析中的氣動導(dǎo)數(shù)？（）A.C?（升力系數(shù)對攻角導(dǎo)數(shù)）B.C?（升力系數(shù)對俯仰角速度導(dǎo)數(shù)）C.C?（俯仰力矩系數(shù)對攻角導(dǎo)數(shù)）D.C?（俯仰力矩系數(shù)對俯仰角速度導(dǎo)數(shù)）2.顫振分析中，以下哪種方法不屬于氣動彈性穩(wěn)定性分析方法？（）A.有限元法B.傳遞矩陣法C.顫振導(dǎo)數(shù)實(shí)驗(yàn)法D.隨機(jī)振動分析法3.航空器氣動彈性穩(wěn)定性分析中，顫振臨界速度與以下哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？（）A.結(jié)構(gòu)剛度B.氣動載荷分布C.結(jié)構(gòu)阻尼D.飛行速度4.提高結(jié)構(gòu)氣動彈性穩(wěn)定性，以下哪種措施最有效？（）A.增加結(jié)構(gòu)質(zhì)量B.提高結(jié)構(gòu)剛度C.增加氣動載荷D.降低結(jié)構(gòu)阻尼5.顫振分析中，以下哪個(gè)參數(shù)表示氣動彈性耦合效應(yīng)？（）A.氣動導(dǎo)數(shù)C?B.氣動導(dǎo)數(shù)C?C.氣動導(dǎo)數(shù)C?D.氣動導(dǎo)數(shù)C?6.航空器氣動彈性穩(wěn)定性分析中，顫振裕度計(jì)算公式中不包括以下哪個(gè)參數(shù)？（）A.顫振臨界速度B.飛行速度C.結(jié)構(gòu)阻尼比D.氣動導(dǎo)數(shù)C?7.顫振分析中，以下哪種方法屬于主動控制方法？（）A.顫振導(dǎo)數(shù)實(shí)驗(yàn)法B.阻尼增加裝置C.有限元法D.隨機(jī)振動分析法8.航空器氣動彈性穩(wěn)定性分析中，顫振臨界速度越高，以下哪個(gè)結(jié)論正確？（）A.結(jié)構(gòu)顫振風(fēng)險(xiǎn)越高B.結(jié)構(gòu)顫振風(fēng)險(xiǎn)越低C.結(jié)構(gòu)剛度不足D.氣動載荷過大9.顫振分析中，以下哪個(gè)參數(shù)表示結(jié)構(gòu)阻尼？（）A.氣動導(dǎo)數(shù)C?B.氣動導(dǎo)數(shù)C?C.阻尼比ζD.氣動導(dǎo)數(shù)C?10.航空器氣動彈性穩(wěn)定性分析中，顫振導(dǎo)數(shù)實(shí)驗(yàn)法的主要目的是？（）A.計(jì)算顫振臨界速度B.測量氣動導(dǎo)數(shù)C.分析結(jié)構(gòu)變形D.評估結(jié)構(gòu)安全性三、多選題（每題2分，共20分）1.顫振分析中，以下哪些參數(shù)屬于氣動導(dǎo)數(shù)？（）A.C?（升力系數(shù)對攻角導(dǎo)數(shù)）B.C?（升力系數(shù)對俯仰角速度導(dǎo)數(shù)）C.C?（俯仰力矩系數(shù)對攻角導(dǎo)數(shù)）D.C?（俯仰力矩系數(shù)對俯仰角速度導(dǎo)數(shù)）E.C?（俯仰力矩系數(shù)對俯仰角速度導(dǎo)數(shù)）2.航空器氣動彈性穩(wěn)定性分析中，以下哪些因素會影響顫振特性？（）A.結(jié)構(gòu)剛度B.氣動載荷分布C.結(jié)構(gòu)阻尼D.飛行速度E.飛機(jī)重量3.提高結(jié)構(gòu)氣動彈性穩(wěn)定性，以下哪些措施有效？（）A.增加結(jié)構(gòu)剛度B.提高結(jié)構(gòu)阻尼C.降低氣動載荷D.增加結(jié)構(gòu)質(zhì)量E.優(yōu)化氣動外形4.顫振分析中，以下哪些方法屬于氣動彈性穩(wěn)定性分析方法？（）A.有限元法B.傳遞矩陣法C.顫振導(dǎo)數(shù)實(shí)驗(yàn)法D.隨機(jī)振動分析法E.動態(tài)子結(jié)構(gòu)法5.航空器氣動彈性穩(wěn)定性分析中，以下哪些參數(shù)與顫振裕度相關(guān)？（）A.顫振臨界速度B.飛行速度C.結(jié)構(gòu)阻尼比D.氣動導(dǎo)數(shù)C?E.氣動導(dǎo)數(shù)C?6.顫振分析中，以下哪些因素會導(dǎo)致氣動彈性耦合效應(yīng)？（）A.結(jié)構(gòu)剛度B.氣動載荷分布C.結(jié)構(gòu)阻尼D.飛行速度E.飛機(jī)重量7.航空器氣動彈性穩(wěn)定性分析中，以下哪些方法屬于主動控制方法？（）A.阻尼增加裝置B.氣動彈性主動控制C.有限元法D.隨機(jī)振動分析法E.顫振導(dǎo)數(shù)實(shí)驗(yàn)法8.顫振分析中，以下哪些參數(shù)表示氣動彈性穩(wěn)定性？（）A.顫振臨界速度B.顫振裕度C.氣動導(dǎo)數(shù)C?D.氣動導(dǎo)數(shù)C?E.結(jié)構(gòu)阻尼比9.航空器氣動彈性穩(wěn)定性分析中，以下哪些因素會影響顫振臨界速度？（）A.結(jié)構(gòu)剛度B.氣動載荷分布C.結(jié)構(gòu)阻尼D.飛行速度E.飛機(jī)重量10.顫振分析中，以下哪些方法屬于被動控制方法？（）A.阻尼增加裝置B.氣動彈性主動控制C.有限元法D.隨機(jī)振動分析法E.顫振導(dǎo)數(shù)實(shí)驗(yàn)法四、案例分析（每題6分，共18分）案例1：某型號飛機(jī)在飛行測試中發(fā)現(xiàn)，在馬赫數(shù)0.8時(shí)出現(xiàn)顫振現(xiàn)象。已知該飛機(jī)結(jié)構(gòu)阻尼比為0.02，顫振臨界速度為600km/h，當(dāng)前飛行速度為500km/h。試分析該飛機(jī)的顫振裕度，并提出提高顫振裕度的措施。案例2：某型號飛機(jī)在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中測得氣動導(dǎo)數(shù)C?=0.5，C?=-0.3，C?=0.1，C?=-0.2。已知該飛機(jī)結(jié)構(gòu)剛度矩陣為K=[1000200；2001500]，質(zhì)量矩陣為M=[500100；100800]。試計(jì)算該飛機(jī)的顫振臨界速度。案例3：某型號飛機(jī)在飛行測試中發(fā)現(xiàn)，在馬赫數(shù)0.6時(shí)出現(xiàn)顫振現(xiàn)象。已知該飛機(jī)結(jié)構(gòu)阻尼比為0.03，顫振臨界速度為700km/h，當(dāng)前飛行速度為600km/h。試分析該飛機(jī)的顫振裕度，并提出降低顫振風(fēng)險(xiǎn)的措施。五、論述題（每題11分，共22分）論述題1：論述顫振分析在航空器設(shè)計(jì)中的重要性，并分析影響顫振特性的主要因素。論述題2：論述氣動彈性主動控制方法在提高航空器氣動彈性穩(wěn)定性中的作用，并分析其優(yōu)缺點(diǎn)。---標(biāo)準(zhǔn)答案及解析一、判斷題1.×（顫振臨界速度與氣動載荷有關(guān)）2.√3.√4.√5.√6.×（氣動彈性穩(wěn)定性問題中，氣動載荷與結(jié)構(gòu)變形呈非線性關(guān)系）7.√8.√9.×（提高結(jié)構(gòu)氣動彈性穩(wěn)定性，應(yīng)降低結(jié)構(gòu)質(zhì)量）10.×（氣動導(dǎo)數(shù)C?對結(jié)構(gòu)顫振特性影響較大）二、單選題1.A（C?屬于升力系數(shù)對攻角導(dǎo)數(shù)，不屬于氣動導(dǎo)數(shù)）2.D（隨機(jī)振動分析法不屬于氣動彈性穩(wěn)定性分析方法）3.D（飛行速度與顫振臨界速度直接相關(guān)）4.B（提高結(jié)構(gòu)剛度最有效）5.B（氣動導(dǎo)數(shù)C?表示氣動彈性耦合效應(yīng)）6.D（氣動導(dǎo)數(shù)C?不屬于顫振裕度計(jì)算參數(shù)）7.B（阻尼增加裝置屬于主動控制方法）8.B（顫振臨界速度越高，結(jié)構(gòu)顫振風(fēng)險(xiǎn)越低）9.C（阻尼比ζ表示結(jié)構(gòu)阻尼）10.B（顫振導(dǎo)數(shù)實(shí)驗(yàn)法的主要目的是測量氣動導(dǎo)數(shù)）三、多選題1.A,B,C,D,E（所有選項(xiàng)都屬于氣動導(dǎo)數(shù)）2.A,B,C,D,E（所有選項(xiàng)都會影響顫振特性）3.A,B,E（增加結(jié)構(gòu)剛度、提高結(jié)構(gòu)阻尼、優(yōu)化氣動外形有效）4.A,B,C,D,E（所有選項(xiàng)都屬于氣動彈性穩(wěn)定性分析方法）5.A,B,C,D,E（所有選項(xiàng)與顫振裕度相關(guān)）6.A,B,C,D,E（所有選項(xiàng)都會導(dǎo)致氣動彈性耦合效應(yīng)）7.A,B（阻尼增加裝置、氣動彈性主動控制屬于主動控制方法）8.A,B,C,D,E（所有選項(xiàng)表示氣動彈性穩(wěn)定性）9.A,B,C,D,E（所有選項(xiàng)都會影響顫振臨界速度）10.A,E（阻尼增加裝置、顫振導(dǎo)數(shù)實(shí)驗(yàn)法屬于被動控制方法）四、案例分析案例1：顫振裕度計(jì)算：顫振裕度=顫振臨界速度/飛行速度-1=600/500-1=0.2（即20%）提高顫振裕度的措施：1.增加結(jié)構(gòu)剛度2.提高結(jié)構(gòu)阻尼3.優(yōu)化氣動外形案例2：顫振臨界速度計(jì)算：根據(jù)氣動彈性穩(wěn)定性方程：M[?+2ζω?+ω2x]+Kx+Q(θ,?)=0其中Q(θ,?)為氣動干擾力，可表示為：Q(θ,?)=[C?q2+C?qθ+C?θ2+C?qθ2]其中q為氣動力系數(shù)，θ為俯仰角速度。代入?yún)?shù)：M=[500100；100800]K=[1000200；2001500]C?=0.5,C?=-0.3,C?=0.1,C?=-0.2解得顫振臨界速度為：Vcr=√(ωcr2)=632km/h案例3：顫振裕度計(jì)算：顫振裕度=顫振臨界速度/飛行速度-1=700/600-1=0.167（即16.7%）降低顫振風(fēng)險(xiǎn)的措施：1.降低飛行速度2.增加結(jié)構(gòu)阻尼3.優(yōu)化氣動外形五、論述題論述題1：顫振分析在航空器設(shè)計(jì)中的重要性：1.顫振是航空器設(shè)計(jì)中必須考慮的關(guān)鍵問題，直接關(guān)系到飛行安全。2.顫振分析可以預(yù)測航空器在飛行中的顫振特性，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。3.通過顫振分析，可以優(yōu)化氣動外形和結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高航空器氣動彈性穩(wěn)定性。影響顫振特性的主要因素：1.結(jié)構(gòu)剛度：剛度越高，顫振臨界速度越高。2.氣動載荷分布：氣動載荷分布對顫振特性有顯著影響。3.結(jié)構(gòu)阻尼：阻尼比越高，顫振臨界速度越高。4.飛行速度：飛行速度越高，顫振風(fēng)險(xiǎn)越大。論述題2：氣動