弹性耦合对复合材料旋翼前飞气弹响应及载荷的影响

摘要

给出一套计算复合材料旋翼前飞气弹响应和桨榖载荷的方法,所用结构模型考虑横向剪切变形、剖面面外翘曲变形和复合材料弹性耦合的影响.气动模型采用准定常升力线理论和Drees线性入流模型,翼型升力、阻力系数来自风洞试验.构造出21自由度梁单元,应用Hamilton原理推导出桨叶运动的有限元方程.在此基础上,研究弯曲扭转和拉伸-扭转耦合对复合材料旋翼前飞气弹响应和桨榖振动载荷的影响.结果表明:弹性耦合对扭转方向的影响很大,对挥舞和摆振两个方向的影响很小;各种弹性耦合对桨榖振动载荷有着不同程度的影响,负的摆振弯曲-扭转耦合和正的拉伸扭转耦合使桨榖垂直方向的振动载荷降低5%左右.