基于双掠结构的旋翼桨叶载荷研究

该文以直-9直升机主桨叶为研究对象,将其原有的尖部后掠外形改为前掠-后掠组合的先进桨尖双掠构型,重点开展这种桨叶结构优化关键技术研究。建立旋翼系统载荷分析模型,研究在非定常气动环境下旋翼载荷的仿真分析方法,通过与飞行实测数据的对比分析,验证分析方法的有效性。对桨叶前后掠站位、扭转角等关键参数进行敏感度分析,探索双掠桨叶结构的载荷变化规律。分析结果表明,桨叶前后掠的径向位置和角度,以及扭转角度对旋翼载荷的影响很大。在此基础上,通过优化参数,有效地改善旋翼载荷。该文研究结果为这种先进桨叶构型的结构优化提供数据支撑和方向。

尾桨桨叶翼型对桨叶载荷影响研究

某型机为了提高尾桨性能,将尾桨桨叶翼型配置进行了更换,由全部使用HFF117翼型改为沿站位布置HFF系列不同的翼型,其中HFF117翼型布置在尾桨更换翼型后桨叶的0.73R处。本文针对尾桨桨叶翼型更换对桨叶载荷的影响展开研究,使用CAMRADII软件对两个尾桨的桨叶静载荷及动载荷进行了计算,研究更换翼型对尾桨桨叶离心力、挥舞弯矩及摆振弯矩的影响。计算结果表明,更换翼型对桨叶根部静载荷的影响较大,动载荷稍增加,整体来说,影响较小。

旋翼/机身耦合系统的固有特性研究

直升机的旋翼与机身在桨毂处是机械耦合的，用旋翼阻抗和机身阻抗在桨毂处匹配的方法分析旋翼／机身耦合系统的固有特性。旋翼阻抗由旋翼在固定坐标系中的运动方程得到，这个运动方程由旋翼旋转坐标系中的桨叶模态方程导出。机身阻抗可由机身的有限元分析计算或振动试验获得。还设计与加工了一个旋翼／梁耦合模型，对此模型进行了试验研究。试验结果和计算结果比较表明，分析旋翼／机身耦合系统固有特性的方法是可行的．且具有较高的精度。

某直升机平尾有限元仿真与试验验证

为在满足静强度、刚度和疲劳寿命的条件下使直升机平尾质量最小,选取最大的设计载荷进行静强度和刚度计算,利用有限元仿真技术对平尾结构进行载荷传递的计算,确定结构的基本布局,对部件进行初步尺寸定义;利用有限元仿真技术对平尾进行详细尺寸定义.按照尺寸定义制造实物平尾,并进行静力和疲劳试验,结果表明该平尾结构的强度和疲劳性能满足设计要求.

典型飞行状态桨榖交变载荷和机体振动水平预估

为了评估直升机机体振动水平,开展了桨毂交变载荷预估工作,以某型直升机为算例,采用综合气弹分析方法对其典型飞行状态下进行桨毂振动载荷计算;通过模块化方法建立某型直升机有限元模型,以计算一阶通过频率下的桨毂振动载荷为输入,预估了机体驾驶员座椅处的振动响应,并与相同飞行状态实测振动水平做了对比分析。结果表明:机体响应预测结果与飞行实测结果一致性较好,计算结果符合该型机机体振动随飞行速度变化的规律。

直升机主减液弹隔振系统隔振效率分析

为了综合评估直升机主减液弹隔振系统的隔振效率,建立液弹隔振系统与机体耦合动力学仿真模型,通过频响分析得到了液弹隔振系统的隔振效率;采用悬吊法进行了主减液弹隔振系统装机地面振动试验。仿真和试验结果表明,液弹隔振系统在航向、侧向和垂向综合隔振效率在70%以上。研究结论对液弹隔振系统进一步优化设计提供了技术支持。

基于试验的飞机结构疲劳优化设计研究

针对飞机全尺寸疲劳试验中结构局部出现裂纹的问题,以美国联邦航空局(FAA)咨询通报AC23-13A中提供的指导性方法为基础,基于全尺寸试验的1g应力测量结果,对有限元分析模型进行验证,并对飞机结构薄弱部位进行疲劳优化设计研究。研究结果表明,基于试验,通过优化框缘结构尺寸,降低结构的附加弯曲应力和应力集中系数,提高了结构疲劳寿命,对飞机结构设计以及疲劳评定有直接参考价值。

直升机舱门不均匀分布气动载荷加载方法研究

针对直升机舱门结构强度有限元力学分析中,不均匀分布气动载荷难以施加的问题,提出基于数学分析,采用最小二乘法,对直升机机身局部结构的气动压力点的压力值进行压力分布曲面拟合,快速得到所有有限元节点的压力值,并通过Patran分析软件前处理中的Field(域)功能实现对有限元节点快速加载。该方法对某型机舱门的不均匀分布气动载荷加载进行验证,结果表明该方法精度高,可快速实现不均匀分布载荷的施加,有效解决有限元仿真分析前处理中不均匀载荷的加载问题。