直升機復合材料槳葉參數(shù)化設計與調(diào)頻優(yōu)化方法.pdf

1、調(diào)頻設計是直升機旋翼動力學設計的基礎內(nèi)容，良好的調(diào)頻設計往往是動力學減振設計及穩(wěn)定性設計的必要條件。傳統(tǒng)的調(diào)頻設計依賴設計者的經(jīng)驗，是“人在回路”的反復修改與迭代過程，費時費力，多數(shù)情況下只能得到可行解，綜合運用基于參數(shù)化模型的優(yōu)化技術可極大地提高旋翼調(diào)頻設計的質(zhì)量和效率。
　　本文重點研究了復合材料旋翼槳葉參數(shù)化建模方法以及基于參數(shù)化模型的動力學調(diào)頻優(yōu)化方法，完成了如下工作：
　?。?）本文詳細討論了典型復合材料旋翼槳葉的

2、結構特征，提出了一種有效的參數(shù)化描述與建模方法，建立了典型復合材料槳葉剖面的有限元網(wǎng)格自動剖分方法，并編寫了直升機復合材料槳葉的參數(shù)化建模程序，實現(xiàn)了對多種形式的槳葉剖面進行參數(shù)化建模的功能。以旋翼機金屬槳葉、球柔性工程模型旋翼槳葉、“海豚”直升機復合材料槳葉等為例，進行了參數(shù)化方法的計算分析，驗證了方法的正確性。
　　（2）基于Hodges的中等變形旋轉(zhuǎn)梁理論，本文利用5節(jié)點15自由度梁單元，建立了非線性旋翼動力學分析的有限元模

3、型；針對無軸承旋翼的多路傳力構型，發(fā)展了一種位移協(xié)調(diào)的動力學邊界約束關系模型，實現(xiàn)了對無軸承旋翼構型動力學特性的準確分析。以球柔性模型槳葉、多路傳力無軸承旋翼槳葉及鉸接式SA349/2直升機復合材料槳葉等為算例進行了分析對比，驗證了本文非線性結構動力學模型的正確性。
　?。?）在調(diào)頻設計方面，本文提出了“直接優(yōu)化”與“分級優(yōu)化”兩種優(yōu)化策略，編寫了基于多種群遺傳算法的槳葉調(diào)頻優(yōu)化程序，實現(xiàn)了真實工程模型槳葉的調(diào)頻設計，優(yōu)化方案合理