復合材料旋翼槳葉參數化建模與減振優(yōu)化方法研究.pdf

1、如何降低振動水平一直是直升機研制過程中最為關鍵的問題之一，利用動力學優(yōu)化技術，通過動響應設計減小旋翼槳葉振動載荷，最終減小機體振動水平是最為有效的、代價最小的方法，也是目前直升機動力學設計研究的重要發(fā)展方向之一。
　　本文提出了一種基于旋翼槳葉參數化模型的動力學優(yōu)化方法及減振設計方法，并針對其中的關鍵問題開展研究，完成了如下工作：
　　(1)提出了一種典型復合材料槳葉剖面的有效的參數化描述與建模方法，實現了槳葉氣動外形、內部

2、結構組件及物理特性的參數化；同時結合槳葉剖面特性的有限元分析方法，建立了典型復合材料槳葉剖面的有限元網格自動剖分方法。以復合材料盒型梁和―海豚‖直升機復合材料槳葉為例，進行了參數化方法的計算分析，剖面特性計算結果與國外分析結果和試驗數據吻合良好，驗證了本文參數化方法的正確性。
　　(2)發(fā)展了適合于旋翼動力學優(yōu)化的非線性動力學模型和動響應、剖面振動載荷計算方法。首先，基于Hodges的中等變形旋轉梁理論，獲得了槳葉揮舞-擺振-扭轉

3、-拉伸全耦合非線性控制方程和有限元計算模型；然后，建立了基于預定氣動載荷的旋翼槳葉的非線性穩(wěn)態(tài)平衡計算方法、穩(wěn)態(tài)周期響應計算方法，以及模態(tài)-力積分混合的旋翼槳葉振動載荷計算方法；最后進行了模型驗證，非線性靜力變形、動特性、槳葉剖面振動載荷計算，通過了Princeton梁、3種模型槳葉和SA349/2直升機試驗或飛行實測數據的驗證，計算結果與實測數據吻合良好，從而驗證了方法的有效性。
　　(3)發(fā)展了旋翼槳葉的模態(tài)修型減振設計方法，