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直升机复杂外形桨叶的模块化多体建模方法
1
作者
王传达
李飞
+3 位作者
章子健
周云
周文
彭海军
《力学学报》
北大核心
2025年第5期1202-1215,共14页
为改善直升机的飞行性能、降低振动与噪声,各类复杂外形的桨叶不断涌现,这种多样性设计对桨叶的统一化建模技术提出了新的挑战.传统有限元建模方法针对不同的桨叶外形需要重新划分单元,推导部分数学模型,导致建模较为复杂.因此,为解决...
为改善直升机的飞行性能、降低振动与噪声,各类复杂外形的桨叶不断涌现,这种多样性设计对桨叶的统一化建模技术提出了新的挑战.传统有限元建模方法针对不同的桨叶外形需要重新划分单元,推导部分数学模型,导致建模较为复杂.因此,为解决不同构型桨叶统一化建模难题,提出了一种基于模块化思想的多体建模方法.该方法将桨叶划分为多个模块,针对非直构型桨叶,在非直模块转折处施加特定几何约束,可实现上反、下反及后掠等形态,从而适用于各种外形桨叶的动力学建模;此外,模块化多体建模方式可解耦各模块之间的系数矩阵,使得模块的增减仅需调整相应位置的矩阵元素即可,而并不会影响其他模块的动力学方程.具体地,首先基于达朗贝尔原理推导各模块的广义惯性力、广义弹性力与广义主动力;继而根据凯恩方程得到各模块动力学方程;最后,通过引入模块间位移协调条件,可组集获得微分代数方程形式的系统动力学模型.数值结果表明,该方法可实现对不同外形桨叶的高精度动力学建模.
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关键词
模块化建模
多体动力学
桨
叶
动力学
复杂外形桨叶
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职称材料
带后掠桨尖旋翼/螺旋桨的悬停气弹特性分析
2
作者
黄薇
池骋
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期191-200,共10页
针对旋翼/螺旋桨的大负扭和后掠桨尖设计在桨叶内部所带来的严重应力应变集中问题,结合三维结构动力学模型、旋翼气动模型和旋翼配平方法,对复合材料旋翼/螺旋桨进行了综合建模与气弹载荷分析,并通过悬停实验验证了综合模型的准确性。...
针对旋翼/螺旋桨的大负扭和后掠桨尖设计在桨叶内部所带来的严重应力应变集中问题,结合三维结构动力学模型、旋翼气动模型和旋翼配平方法,对复合材料旋翼/螺旋桨进行了综合建模与气弹载荷分析,并通过悬停实验验证了综合模型的准确性。对比分析了无负扭、大负扭和大负扭带后掠桨尖的桨叶气弹特性,发现大负扭导致桨叶应力集中区域扩大,后掠桨尖使桨尖过渡区域的应力集中区域扩大,集中程度加剧。
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关键词
旋翼/螺旋
桨
复杂
几何
外形
桨
叶
旋翼气弹耦合
三维
桨
叶
力学模型
三维应力应变
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职称材料
题名
直升机复杂外形桨叶的模块化多体建模方法
1
作者
王传达
李飞
章子健
周云
周文
彭海军
机构
大连理工大学力学与航空航天学院
中航工业直升机设计研究所
出处
《力学学报》
北大核心
2025年第5期1202-1215,共14页
基金
国家自然科学基金(U2241263,12402042)
中国博士后科学基金(2022M710586,2024M750310)资助项目。
文摘
为改善直升机的飞行性能、降低振动与噪声,各类复杂外形的桨叶不断涌现,这种多样性设计对桨叶的统一化建模技术提出了新的挑战.传统有限元建模方法针对不同的桨叶外形需要重新划分单元,推导部分数学模型,导致建模较为复杂.因此,为解决不同构型桨叶统一化建模难题,提出了一种基于模块化思想的多体建模方法.该方法将桨叶划分为多个模块,针对非直构型桨叶,在非直模块转折处施加特定几何约束,可实现上反、下反及后掠等形态,从而适用于各种外形桨叶的动力学建模;此外,模块化多体建模方式可解耦各模块之间的系数矩阵,使得模块的增减仅需调整相应位置的矩阵元素即可,而并不会影响其他模块的动力学方程.具体地,首先基于达朗贝尔原理推导各模块的广义惯性力、广义弹性力与广义主动力;继而根据凯恩方程得到各模块动力学方程;最后,通过引入模块间位移协调条件,可组集获得微分代数方程形式的系统动力学模型.数值结果表明,该方法可实现对不同外形桨叶的高精度动力学建模.
关键词
模块化建模
多体动力学
桨
叶
动力学
复杂外形桨叶
Keywords
modular modelling
multibody dynamics
blade dynamics
complex shaped blades
分类号
V211.52 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
带后掠桨尖旋翼/螺旋桨的悬停气弹特性分析
2
作者
黄薇
池骋
机构
南京理工大学机械工程学院
马里兰大学航空工程学院
出处
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期191-200,共10页
基金
国家自然科学基金(52105107)。
文摘
针对旋翼/螺旋桨的大负扭和后掠桨尖设计在桨叶内部所带来的严重应力应变集中问题,结合三维结构动力学模型、旋翼气动模型和旋翼配平方法,对复合材料旋翼/螺旋桨进行了综合建模与气弹载荷分析,并通过悬停实验验证了综合模型的准确性。对比分析了无负扭、大负扭和大负扭带后掠桨尖的桨叶气弹特性,发现大负扭导致桨叶应力集中区域扩大,后掠桨尖使桨尖过渡区域的应力集中区域扩大,集中程度加剧。
关键词
旋翼/螺旋
桨
复杂
几何
外形
桨
叶
旋翼气弹耦合
三维
桨
叶
力学模型
三维应力应变
Keywords
prop-rotor
complicated geometry blade
rotor aero-structural coupling
3D structural blade model
3D strain and stress
分类号
V214.1 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
直升机复杂外形桨叶的模块化多体建模方法
王传达
李飞
章子健
周云
周文
彭海军
《力学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
带后掠桨尖旋翼/螺旋桨的悬停气弹特性分析
黄薇
池骋
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
已选择
0
条
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参考文献
引证文献
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