旋翼桨叶结构载荷计算方法比较研究

摘要：

基于有限转角假设，建立了刚柔耦合旋翼动力学模型。该模型考虑了刚体转动与弹性变形之间的耦合效应，相较于基于小转角假设的传统有限元模型具有明显的优势。气动力以广义力形式与桨叶刚体转动及弹性变形耦合组建方程。在方程求解的单步上，分别采用力积分法、反力法以及曲率法计算桨叶剖面结构振动载荷。以BO105模型桨叶及SA349/2小铃羊直升机为仿真对象，比较研究了这三种载荷计算方法的预测精度与适用范围。对于不考虑气动力的纯结构振动载荷，三种计算方法具有相同的精度。在气弹瞬态计算中，力积分法对桨根载荷的预测精度不足。曲率法与反力法在桨叶有限元节点处得到了相近的结果。反力法预测精度取决于有限元建模精度，且只对节点处载荷有效。由于曲率法只计入弹性桨叶的弯曲曲率，该方法需要更高阶次的形函数以满足自由度二阶导数的连续性。此外，为加速收敛及减少累积误差，本文开发了基于外推法的数值积分算法。

关键词：旋翼动力学、结构载荷、力积分法、反力法、曲率法

分类号：V212.4(基础理论及试验)

在线出版日期：2014-04-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：210-214