摘要
碳纤维复合材料螺旋桨具备低密度、高比强度和高比刚度的特性,抗颤振性能和损伤容限能力、抗鸟撞性能优异;其制备多由金属叶柄、碳纤维预浸料大梁层、预浸料蒙皮层、中间PMI泡沫一体模压成型,结构优化多由铺层设计决定,仿真计算针对铺层设计纤维层数和角度,利用ABAQUS有限元软件建立实体仿真模型,模拟静止和工作转速下桨叶的频率特性,并根据起飞工况及巡航工况的各阶频率绘出坎贝尔图,关注倍频k1、k2、k3、k4、k5的裕度,并进行裕度计算。结果表明,该桨叶在起飞工况下不存在振动耦合,在巡航工况下不存在共振点,具体表现在一阶固有频率与2倍倍频的共振裕度为28.4%,二阶阶固有频率与5倍倍频的共振裕度为8.2%,其余频率裕度均大于15%,能够满足振动特性设计要求,通过实物叶片振动测试试验,验证了仿真模型和实物的一致性,为后续碳纤维叶片结构设计提供了理论支撑,缩短了产品研制周期,提高了工作效率。
