国家自然科学基金(10672011)
- 作品数：9 被引量：23H指数：2
- 相关作者：高文杰向锦武刘洋任毅如更多>>
- 相关机构：北京航空航天大学景德镇陶瓷学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术理学机械工程更多>>
- 柔性梁刚度对无轴承旋翼桨叶动态特性的影响被引量：2
- 2010年
- 推导了桨叶的应变-位移关系,应用Hamiton原理建立了多路传力的无轴承旋翼桨叶运动的有限元方程,考虑了桨叶、柔性梁、扭矩套的位移协调条件和非线性变形耦合及摆振销的影响,并构造了一个新的15自由度梁单元,得到了旋翼桨叶固有频率求解的方程,重点研究了柔性梁刚度特性对旋翼桨叶固有频率的影响。数值结果表明:柔性梁剖面的模态刚度发生变化时,模态频率变化较小,高阶模态频率变化比低阶大,其它模态频率变化很小,耦合现象不明显。
- 高文杰
- 关键词：无轴承旋翼动态特性非线性
- 考虑耦合变形的无轴承旋翼气弹稳定性分析被引量：1
- 2010年
- 无轴承旋翼存在强烈的非线性扭转-弯曲耦合变形。推导了桨叶的非线性应变-位移关系,应用Hamilton原理建立了多路传力的无轴承旋翼桨叶运动的有限元方程,气动力模型采用二维准定常片条理论,考虑了耦合变形对桨叶轴向弹性位移的影响,并构造了一个新的15自由度梁单元,分析了悬停状态下的无轴承旋翼气弹稳定性。数值结果表明:考虑耦合变形对轴向弹性位移的影响可以提高悬停状态下的无轴承旋翼气弹稳定性分析的精度。
- 高文杰张野
- 关键词：直升机无轴承旋翼气弹稳定性悬停
- 舰载直升机旋翼/机体耦合动力学稳定性被引量：3
- 2013年
- 建立了舰载直升机和舰船运动耦合动力学模型,考虑了舰载直升机起落架非线性和非对称的特点,并将舰船振动自由度与旋翼/机体系统相结合分析了直升机系统耦合动力学稳定性.舰载直升机采用无轴承旋翼,用中等变形梁理论建立桨叶、柔性梁和扭矩套的有限元模型,考虑桨叶多路传力特点和桨叶根部的摆振销与变距拉杆的约束.起落架包括液压作动器和橡胶轮胎,起落架系统具有非线性特点,在不同载荷下其刚度和阻尼都不同.采用所建立的动力学模型分析了舰载直升机的"舰面共振"动力学特性,首先通过算例中的无轴承旋翼直升机"地面共振"频率与阻尼曲线验证了旋翼机体耦合模型的正确性.其次发现舰船在横摇振动情况下,旋翼/机体耦合系统的旋翼不稳定转速区域会提前出现,如果鱼叉系留则会推迟不稳定转速,并且增加系统的阻尼.
- 刘洋向锦武
- 关键词：舰载直升机无轴承旋翼起落架
- 弹性耦合对大挠度柔性梁变形影响的分析被引量：1
- 2010年
- 考虑了梁纵向、横向和侧向三个方向的位移耦合项,利用Green-Lagrange应变张量建立了梁在大挠度、大转动、小应变条件下的应变-位移关系,并根据Hamilton原理得到了梁运动的有限元方程,研究了静力情况下弹性耦合对柔性梁横向、侧向位移及扭转角的影响。数值结果表明:弹性耦合作用使柔性梁的横向位移变大,侧向位移变小并产生扭转角位移;有限元计算结果与实验数据有很好的一致性;较主曲率变换方法计算结果更为准确。
- 高文杰
- 关键词：大挠度柔性梁非线性有限元
- 考虑摆振销影响的无轴承旋翼气弹稳定性分析被引量：2
- 2011年
- 采用格林-拉格朗日应变张量推导了桨叶的应变-位移关系,把无轴承旋翼桨叶作为多路传力系统进行处理,并应用哈密顿原理建立了桨叶运动的有限元方程,气动模型采用二维准定常片条理论和动力入流模型,研究了摆振销对无轴承旋翼悬停状态下气弹稳定性的影响.结果表明:摆振销可引入负的变距-摆振耦合,明显提高无轴承旋翼桨叶的一阶摆振模态阻尼;摆振销垂直偏置距离对无轴承旋翼桨叶的一阶摆振模态阻尼具有重要影响,距离增加,有利于加大一阶摆振模态阻尼,从而提高旋翼的气弹稳定性.
- 高文杰向锦武
- 关键词：直升机无轴承旋翼气弹稳定性悬停
- 预扭对大挠度柔性梁变形影响的非线性分析
- 2011年
- 利用Green-Lagrange应变张量建立了梁在大挠度、大转动、小应变条件下的预扭角与变形位移之间的联系,并根据Hamilton原理得到了梁运动的有限元方程,研究了预扭角变化对大挠度柔性梁变形的影响。数值结果表明:预扭角的变化对梁的侧向变形的影响最大、横向变形的影响次之,对弹性扭转角影响最小。通过梁运动的有限元模型对大挠度柔性梁施加的预扭角可以计算梁的变形。
- 高文杰
- 关键词：大挠度柔性梁非线性有限元
- 后缘襟翼对直升机旋翼翼型动态失速特性的影响被引量：11
- 2013年
- 针对带后缘襟翼的智能旋翼直升机典型襟翼参数对翼型动态失速特性的影响进行了研究。建立了带后缘襟翼的桨叶动态失速模型,考虑了襟翼与桨叶之间的缝隙和襟翼在运动过程中相对桨叶的凸起,采用计算流体力学(CFD)方法,研究了不同襟翼转轴位置和襟翼与桨叶的缝隙情况下的翼型动态失速特性,探讨了后缘襟翼激励幅值、时长和起始时刻对升力和俯仰力矩系数的影响。研究结果表明:后缘襟翼能够较好地改善翼型动态失速时的气流环境,并减缓动态失速发生;襟翼激励最优幅值在25°附近,最优激励范围在方位角为240°～360°之间;襟翼转轴后移导致襟翼运动时产生的凸起会使襟翼控制效果减弱;襟翼与桨叶的缝隙会影响翼型动态失速特性,但是缝隙的长度(弦长的2%以内)对襟翼控制效果的影响很小。
- 刘洋向锦武
- 关键词：直升机旋翼后缘襟翼动态失速
- 基于拓扑优化的直升机旋翼桨叶剖面设计被引量：2
- 2014年
- 提出了一种基于拓扑优化的直升机旋翼桨叶剖面设计方法。采用了有限元方法计算直升机旋翼桨叶剖面刚度特性,截面考虑了剪切和翘曲变形,并消除了翘曲位移和刚体位移之间的耦合作用。基于SIMP拓扑优化算法,以旋翼桨叶平均柔度或者剖面刚度为设计目标,桨叶重量为约束函数,建立了旋翼桨叶拓扑优化模型。提出的敏度求解算法具有较高的计算精度,采用序列线性规划算法对旋翼桨叶剖面进行优化设计。结果表明在展长较小并且承受均布升力载荷情况下,Ⅱ型截面梁的柔度最小,而当展长增大时,工字梁截面具有最小的柔度。此外,旋翼桨叶外载荷等对优化结果也有较大的影响。提出的拓扑优化方法适合于概念设计阶段的直升机旋翼桨叶剖面设计。
- 任毅如向锦武
- 关键词：直升机旋翼桨叶拓扑优化翘曲变形
- 基于有限状态入流的无轴承旋翼气弹稳定性被引量：1
- 2011年
- 为准确分析悬停状态下无轴承旋翼的气动弹性稳定性,建立了一种基于有限状态入流的直升机气动弹性稳定性分析的模型.采用格林-拉格朗日应变张量推导了无轴承旋翼桨叶的非线性应变-位移关系,把桨叶作为多路传力系统进行处理并根据哈密顿原理建立了桨叶运动的有限元方程,非定常气动力采用有限状态状态入流模型.根据桨叶模态方程的特征值判断悬停状态下无轴承旋翼的气动弹性稳定性.数值计算结果表明:采用有限状态入流模型计算桨叶的一阶摆振阻尼比传统的动力入流模型和均匀入流模型与试验数据的符合程度更好,从而验证了本模型的正确性.
- 高文杰向锦武
- 关键词：直升机无轴承旋翼气弹稳定性悬停
