直升機(jī)復(fù)合材料槳葉參數(shù)化設(shè)計(jì)與調(diào)頻優(yōu)化方法.pdf

1、調(diào)頻設(shè)計(jì)是直升機(jī)旋翼動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)內(nèi)容，良好的調(diào)頻設(shè)計(jì)往往是動(dòng)力學(xué)減振設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的必要條件。傳統(tǒng)的調(diào)頻設(shè)計(jì)依賴設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，是“人在回路”的反復(fù)修改與迭代過程，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，多數(shù)情況下只能得到可行解，綜合運(yùn)用基于參數(shù)化模型的優(yōu)化技術(shù)可極大地提高旋翼調(diào)頻設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。
　　本文重點(diǎn)研究了復(fù)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(dòng)力學(xué)調(diào)頻優(yōu)化方法，完成了如下工作：
　?。?）本文詳細(xì)討論了典型復(fù)合材料旋翼槳葉的

2、結(jié)構(gòu)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(fù)合材料槳葉剖面的有限元網(wǎng)格自動(dòng)剖分方法，并編寫了直升機(jī)復(fù)合材料槳葉的參數(shù)化建模程序，實(shí)現(xiàn)了對多種形式的槳葉剖面進(jìn)行參數(shù)化建模的功能。以旋翼機(jī)金屬槳葉、球柔性工程模型旋翼槳葉、“海豚”直升機(jī)復(fù)合材料槳葉等為例，進(jìn)行了參數(shù)化方法的計(jì)算分析，驗(yàn)證了方法的正確性。
　?。?）基于Hodges的中等變形旋轉(zhuǎn)梁理論，本文利用5節(jié)點(diǎn)15自由度梁單元，建立了非線性旋翼動(dòng)力學(xué)分析的有限元模

3、型；針對無軸承旋翼的多路傳力構(gòu)型，發(fā)展了一種位移協(xié)調(diào)的動(dòng)力學(xué)邊界約束關(guān)系模型，實(shí)現(xiàn)了對無軸承旋翼構(gòu)型動(dòng)力學(xué)特性的準(zhǔn)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(jī)復(fù)合材料槳葉等為算例進(jìn)行了分析對比，驗(yàn)證了本文非線性結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型的正確性。
　?。?）在調(diào)頻設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)了真實(shí)工程模型槳葉的調(diào)頻設(shè)計(jì)，優(yōu)化方案合理