无轴承式旋翼直升机旋翼/机体耦合动稳定性研究

admin · 发表于 2024-2-4 16:24:14

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雅宝题库解析：
直升机的动力学题目主要有振动载荷、振动和动力稳定性等三个方面，直升机多方面的复杂的耦合关系导致了多种严重的动力稳定性题目，动不稳定性的振动都是来自内部能源，即所谓自激振动。无轴承式旋翼的主要结构特点是桨叶与桨毂连接处包括柔性梁和套管结构，以代替摆振铰链、挥舞铰链和变距轴承的作用，是典型的根部具有非线性结构耦合的多传力路径结构。本文首先利用传递矩阵法求得无轴承式旋翼桨叶的固有振动特性，并考虑了柔性梁根部变摆耦合作用，得到了该类结构的固有振动频率和对应的固有模态。计算结果表明，模型中柔性梁不同的建模位置对振动特性影响不大。利用有限元法分析了无铰式旋翼系统和无轴承式直升机旋翼/机体耦合系统的动稳定性，通过对旋翼桨叶进行有限元处理，取桨叶上的不同单元节点的振动位移和振动偏转角为自由度，再利用Hamilton原理建立系统的振动微分方程，最后在求解得到桨叶的稳态响应之后得到系统的小扰动运动方程。利用模态转换法将小扰动运动方程转换到模态坐标系下，以实现用解耦后的基本模态表示系统的振动，所用基本模态为旋翼自由振动状态下的挥舞、摆振和扭转模态。在计算耦合系统动稳定性时利用多桨叶坐标变换将在旋转坐标系下表示的旋翼振动方程转换到不旋转坐标系下。最终得到了无轴承式直升机旋翼/机体耦合系统产生地面共振动不稳定性的可能转速范围。研究表明，有限元方法可以模拟计算铰接式、无铰式和无轴承式等各种旋翼型式的动稳定性。

无轴承式旋翼直升机旋翼/机体耦合动稳定性研究

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