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1、总第188期直升机技术GeneralSerialNo.1882016年第2期HELICOPTERTECHNIQUENo.22016文章编号:1673-1220(2016)02-006-05参数驱动骨架模型在直升机旋翼仿真中的应用彭利乐,方永红,金坤健(中国直升机设计研究所,江西景德镇333001)摘要简要介绍了“骨架模型(Skeleton)”和“参数化驱动”的概念。通过一个实例,较详细地阐述了骨架模型的建模方法及其在旋翼运动学仿真中的应用。同时也简要介绍了通过CATIA编程实现仿真模型参数的自动化遍历。关键词骨架模型;直升机;旋翼系统;仿真+中图分类号:V222;V221.
2、92文献标识码:AApplicationonHelicopterRotorSystemEmulationforParameterDriveSkeletonPENGLile,FANGYonghong,JINKunjian(ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute,Jingdezhen333001,China)AbstractThisarticlebrieflyintroducedtheconceptsof“skeleton”and“parameterdrive”.Theskeletonmodelingmethodandits
3、applicationonrotorsystemmotionemulationweredescribedinde-tail.TheparametersautomaticransackmethodbyCATIAprogramwasalsobrieflyintroducedinthisarticle.Keywordsskeleton;helicopter;rotorsystem;emulation一设计理念及方法,在项目概念设计阶段,按系统工0引言程的思想进行自顶向下的设计,先定义系统整体需所谓“参数驱动骨架模型(Skeleton)”,是一个求、功能、约束,再根据系统内部因素的
4、耦合度进行根据产品构型参数而定义的受约束的几何元素子系统或模块划分,并定义子系统的要求、功能及约[1](点、线、面)的集合,该集合中的几何元素的几何要束。由此人们对这一理念的灵魂———“骨架”的素(长度,空间位置,相互关系等)与一个构型参数认识也越来越深入,在产品的打样设计阶段,根据设集相关联,通过修改参数可实现模型的自动更新。计目标而初步确定的总体参数用骨架的方式来定自20世纪70年代开始,随着信息技术的发展,义,人们在这一图形化了的总体参数表上进行零部发达国家在诸如航空航天、超大规模集成电路等复件的设计,这样在设计的每个阶段毋须进行零部件杂系统行业逐渐引入“自顶向下(T
5、op-Down)”这的装配即能实时地看到最终产品的概貌,从而在第收稿日期:2015-11-20作者简介:彭利乐(1970-),男,江西湖口人,大学,高工,主要研究方向:直升机旋翼系统设计。2016年第2期彭利乐,方永红,金坤健:参数驱动骨架模型在直升机旋翼仿真中的应用·7·一时间发现问题,调整参数。由于事先已将参数集1.3阻尼器杆端轴承的三种运动与骨架模型进行了关联,因此随着各项参数的更新,阻尼器分别通过其两端的杆端的关节轴承与两骨架模型也将自动进行更新,实现了真正意义上的个挥舞支臂相连,随着相邻的两个挥舞支臂的运动“参数驱动”。(θ、β和δ),杆端轴承的外圈相对其内圈也同
6、样存本文通过一个应用实例,结合CATIA平台,较在三个方向的运动:弯曲运动β′,弯曲运动θ′,扭转详细地阐述骨架模型的建立,参数与骨架的关联方运动δ′(见图2)。法以及该骨架模型在旋翼运动学仿真中的应用。1问题的提出δ′1.1背景知识杆端轴承内圈θ′旋翼系统是直升机最为重要的系统之一,为直阻尼器升机提供主要的升力和操纵力。旋翼桨毂系统除了具有传递来自桨叶的载荷的功能外,还必须提供桨杆端轴承内圈β′[2]叶沿变距、挥舞和摆振三个方向的运动。对于桨毂系统而言,每个飞行状态的运动谱不同,相同飞行图2阻尼器杆端轴承的三种运动状态下每个挥舞支臂在同一时刻的三个方向的运动1.4旋翼系统
7、运动谱计算分析相位角也均不同,因此桨毂系统运动极为复杂。如在旋翼系统设计过程中,必须对旋翼系统的运何在旋翼方案设计阶段,根据桨叶的运动谱来获得动规律进行分析计算,分析所得的结果构成桨毂系桨毂各运动副成品的运动谱,为轴承类成品的设计统弹性元件(弹性轴承、阻尼器等)和阻尼器杆端轴输入及试验验证提供依据就显得尤为重要。如果想承的设计输入以及进行结构干涉性检查的依据。通过解析的方法,其过程极为复杂,且数据量很大;运动谱计算分析可分为两部分内容:通过参数化骨架模型的运动仿真,借助后台程序驱1)挥舞支臂的运动谱计算动,则问题变
