无轴承旋翼复合材料柔性梁和桨叶剖面特性计算与分析

摘要

无轴承旋翼桨毂取消了挥舞、摆振和变距三个机械铰，桨叶的挥舞、摆振和变距运动自由度都由柔性梁变形提供，所以柔性梁的功能对柔性梁的刚度性能提出了一些特定的要求，分析柔性梁截面刚度对复合材料桨叶动力学设计和复合材料桨叶优化设计具有重要的意义。 本文以Hodegs等人开发的有限元软件VABS为基础，与有限元软件ANSYS相结合，对复合材料桨叶和复合材料柔性梁剖面特性进行了计算分析。此外，应用优化软件Isight调用VABS和ANSYS，在以弯曲刚度满足要求的同时，其扭转刚度最小为目标，对柔性梁扭转变形段的剖面尺寸进行了简单的优化。本文的主要内容如下： 1.介绍了基于Hodges等提出的考虑截面翘曲变形的各向异性梁理论的截面特性计算方法，并且通过算例计算剖面特性（本文主要是针对剖面刚度）以证明本文建立VABS计算模型的准确性。 2.基于VABS对复合材料柔性梁剖面进行剖面刚度的计算，并且分析了铺层角、剖面尺寸、预扭和预弯对剖面刚度的影响。然后以直九桨叶为算例，计算了其剖面刚度。 3.本文基于Isight平台调用VABS和ANSYS，在弯曲刚度满足要求的同时，以其扭转刚度最小为目标，对柔性梁扭转变形段剖面尺寸进行了优化设计。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、注释表

声明

第一章 绪论

第二章 复合材料梁剖面刚度特性分析有限元模型

第三章 参数对复合材料梁剖面刚度影响

第四章 复合材料旋翼桨叶剖面特性计算

第五章 复合材料柔性梁优化设计

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

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