某直升机旋翼动平衡试验台结构动力学分析

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1、某直升机旋翼动平衡试验台结构动力学分析刘颖蔦马亚辉2,李守仁2(1•黑龙江工程学院机电工程系，黑龙江哈尔滨15()()50;2.哈尔滨工程大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要:运用有限元软件ANSYS对直升机旋翼动平衡试验台系统的振动与响应特性进行比较全面的分析，以准确反映试验台系统在电机传动系统带动直升机旋翼旋转时产生的一定频率的力对系统与系统中各部件的影响，从而为避免系统因共振等原因造成的损坏在理论上提供参考，为改进设计提供依据。关键词:ANSYS；试验台;振动特性;动力学分析中图分类号:TH114;TB115文献标识码:A文章编号：1671-4679(2007)()1-()0

2、43-()3Dynamicanalysisonthestructureofoneexperimentalbenchfordynamicalequilibriumtestofthehelicopter'srotorwingI」UYing1,MAYa-hui2,I」Shou-ren2(1・Dept,ofElectromechanicEngineering,HeilongjiangInstituteofTechnolc^y,Harbin150050,China；2・Sch(x)lofMechanicalandElectricalEng,IlarbinEngineeringUniversity,IIa

3、rbin150001、China)Abstract:Thoughlyanalyzingtothestructureofoneexperimentalbenchfordynamicalequilibriumtestofonehelicopter'srotorwingbyfiniteelementmethod,Ihepaperaccuratelyreflectstheaffectsoflheforceswithcertainlyfrequencytothetestbenchofrotorwing,whenthetestbenchofrotorwingrevolvsbytheelectro-me

4、chanicdrivingsystem・Ilprovids(hefoundationin(hetheory,inordertoavoiddamageofsystemresonanceandtheothercauses.Keywords:/NSYS；experimentalbench；characterofvibrating；dynamicalanalysis直升机旋翼动平衡试验台主要用于対旋翼在悬停状态下的气动、动力学问题进行试验研究，并通过试验测试保证旋翼组的动态平衡，为直升机的飞行安全提供可靠保障。直升机动平衡试验台台体是试验台的主要支撑结构，承受了系统的主要外力和温度产生的影响。在直升

5、机旋翼动平衡试验台的设计屮，带动旋翼旋转的主电机的振动频率是试验台系统的主要考虑因素。因此，在试验台设计中考虑系统的振动特性的同时还需要考虑电机造成的振动对系统的影响。1动力学分析概述动力学分析是用来确定惯量(质ht華动惯量)和阻尼起重要作用时结构或构件动力学行为的技术。动力学行为包括:振动特性(结构如何振动及其收稿日期：2006-12-16作者简介:次

6、掳啾擀〜)，女，讲师，研究方向：优化、可靠性与振动频率)，载荷随时间变化的效应(如对结构的位移和应力的影响)，周期载荷激励(振荡或随机)等。动力分析包括模态分析、谐响应分析和瞬时动态分析。模态分析用于确定结构的固有频率，这在设计和使用时可以避

7、开这些频率或最大限度地减小对这些频率上的激励，从而消除过度振动和噪音。谐响应分析用于确定线性结构对正弦波(谐波)载荷的稳态响应，它可用于评估一个结构对持续强制振动的承受能力。瞬时动态分析用于一个结构在任何一般性的随时间而变化的载荷的作用下的动态响应。由于台休所受的载荷随时间变化不大，故本文仅对台体进行模态分析和谐响应分析。动力学通用运动方程如下：[M]{〃}+{C}S+[K]S={F(z)}.对于不同分析类型，有对应求解不同形式的方程，例如:模态分析:F(z)=0,[C]-般忽略。谐响应分析:F&)和枕(门都假设为谐函数。2台体结构模态分析模态分析用于确定结构的振动特性一固有频率和振型。它足所

8、有动力分析的基础,并且也足进行进一步动力分析的起点。在ANSYS中，模态分析只有线性行为是有效的。任何非线性特性即使定义了也将被忽略。本台体采用了BlockLanczos法。该法适合于大型对称特征值求解问题，比子空间法具有更快的收敛速度。该法采用稀疏矩阵求解器，它将替代任何通过命令EQSLV设置的求解器。2.1模态分析有限元模型的建立冇限冗模型的试验台各部件材料均采用焊接结构用耐候钢(GB/T41