带叶间粘弹减摆器的旋翼耦合系统气弹动力学研究

摘要

该文在线性滞弹位移场(ADF)模型的基础上,引入了粘弹性材料的非线性特性,建立了一个通用的粘弹减摆器的非线性滞弹位移场(ADF)模型.推导了常规粘弹减摆器/旋翼耦合系统运动方程.对常规布局形式的粘弹减摆器/旋翼耦合系统进行了线化,并利用Flquet理论对系统进行了耦合系统气弹稳定性分析.由于粘弹减摆器减摆器幅变、频变特性,迫切需要一种基于瞬态响应分析的,能快速有效的阻尼识别技术.故该文介绍了三种阻尼识别的方法,即基于傅立叶系数的移动矩形窗法和基于希尔波特变换的方法,以及传统的基于FFT的移动矩形窗法.该文建立了叶间粘弹减摆器/旋翼耦合系统气弹动力学模型,并求解了气弹响应,进行了气弹稳定性分析,研究了粘弹减摆器的位置参数影响.数值结果表明:该文的粘弹减摆器模型与以往的模型相比有很大的改进,可以准确地计算减摆器在时域内的力/位移迟滞曲线,也可以很好的描述直升机前飞过程中减摆器出现的双频特性.该文所给出的阻尼识别方法可以比较准确的识别出系统的阻尼.这就为进一步研究粘弹减摆器动力学以及进行有关带粘弹减摆器的旋翼试验奠定了基础.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1概述

1.2国内外研究概况

1.2.1粘弹减摆器时域模型

1.2.2叶间粘弹减摆器旋翼研究

1.2.3带粘弹减摆器旋翼试验研究

1.2.4国内研究简况

1.3本文的主要研究内容

第二章粘弹减摆器的建模与特性分析

2.1引言

2.2线性ADF模型

2.3非线性ADF模型

2.4粘弹减摆器特性研究

2.5小结

第三章常规旋翼/减摆器系统气弹稳定性分析

3.1 引言

3.2旋翼/减摆器耦合系统运动方程

3.3减摆器/旋翼系统非线性运动方程求解

3.4常规粘弹减摆器/旋翼系统稳定性分析

3.5数值算例与结果讨论

3.6小结

第四章阻尼识别技术研究

4.1引言

4.2基于傅立叶级数的移动矩形窗法

4.2.1单模态阻尼识别

4.2.2多模态阻尼识别

4.2.3噪声的影响

4.3基于希尔波特变换的阻尼识别方法

4.3.1单模态阻尼的识别

4.3.2多模态阻尼的识别

4.3.3噪声的影响

4.4基于傅立叶变换的移动窗法

4.4.1识别单模态阻尼

4.4.2识别多模态阻尼

4.4.3识别带有噪声的单模态阻尼

4.5小结

第五章叶间减摆器旋翼建模与分析研究

5.1引言

5.2叶间减摆器/耦合系统建模

5.2.1叶间减摆器的非线性运动关系

5.2.2叶间减摆器/旋翼耦合系统气弹动力学建模

5.3叶间减摆器/旋翼耦合系统气弹动力学方程求解

5.4叶间减摆器/旋翼系统稳定性分析

5.5算例和数值仿真

5.5.1叶间粘弹减摆器/旋翼桨叶气弹响应计算

5.5.2叶间粘弹减摆器/旋翼稳定性分析

5.5.3叶间粘弹减摆器展向偏置量的参数影响研究

5.6小结

第六章总结

6.1工作总结

6.2主要结论

6.3进一步研究工作

致谢

在学期间的主要研究结果

参考文献