直升机机身动特性的参数影响分析.pdf

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1、第49卷第2期2017年4月南京航空航JournalofNanjingUniversityDOI：10．16356／j．1005—2615．2017．02．008天大学ofAeronautics报strOnautlCS直升机机身动特性的参数影响分析王学良夏品奇(南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室，南京，210016)V01．49No．2Apr．2017摘要：改进改型是直升机研制中的一项重要内容。如何快速高效地进行机身结构改变，使改变后的机身动特性满足要求，是一项具有重要工程价值的技术。本文利用直11机身有限元模

2、型，计算分析了前六阶模态的固有频率和振型，并对模型的动力学特性进行了参数灵敏度分析，讨论了质量、材料弹性模量、以及单元几何属性等参数对机身动特性的影响，并给出了影响最大的参数及其所在位置，为直升机机身改进改型设计提供参考依据。关键词：直升机机身；有限元模型；灵敏度分析；参数影响中图分类号：V214．1文献标志码：A文章编号：1005—2615(2017)02一0200一06InfluencesofParametersonDynamicProperties0fHelicOpterFuselageW．AⅣGX甜8Zi口咒g，Xj

3、APi咒qi(NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonRotorcraftAeromechanics，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Theretrofitofhelicopterisanimportantcontentinthedevelopmentofhelicopter．Howtoquicklyandefficientlycarryoutthestruct

4、uralchangesinthefuselagemeetingtherequirementsofthedynamicpropertiesofthefuselageisatechnologywithimportantengineeringvalue．Inthepaper，thefirstsixmodalfrequenciesandmodeshapesofZ1lhelicopterfuselagearecalculatedbyusingthefiniteelementmodelofthehelicopter，andthesens

5、itivitiesofparameterstothedynamicpropertiesareana一1yzed．Theinfluencesofmass，Young’smodulusandgeometricpropertiesonthedynamicpropertiesofhelicopterfuselageareinvestigated．Parametersaffectingthedynamicpropertiesmostareobtainedandtheirlocationsaregiven．Theresultgivesa

6、designguidelinefortheretrofitofhelicopterfuselage．Keywords：helicopterairframe；finiteelementmodel；sensitivityanalysis；parameterinfluence直升机改进改型是当今世界主要直升机公司研制新型直升机的一种常用策略。由于只是重新设计原机型的部分结构件，其余的结构件仍可在新机型上继续使用，这种研制策略有效降低了新机型的设计、生产和维护成本。直升机机身动特性设计是直升机设计的基础领域之一[1。3]，而直升机机

7、身动特性的参数影响分析是直升机机身动特性设计中的一个关键环节。根据参数影响分析的结果选择新机型动特性的设计参数，可尽量少地改变机身结构以达到机身动特性设计要求，充分发挥直升机改进改型的设计优势。针对直升机动特性的参数影响分析，中国国内研究起步较晚，目前多采用灵敏度法[4{]，该方法通过求解刚度矩阵和质量矩阵对参数的导数确定参数变化对动特性的影响。国外研究人员在早期多采用vincent圆法[61和模态应变能法[7

8、。Vincent圆法通过vincent圆的中心位置和半径大小确定参数变化对动特性的影响，其适用于简单结构。而收稿日

9、期：2016—12—15；修订日期：2017一03一01通信作者：夏品奇，男，教授，博士生导师，E—mail：xiapq@nuaa．edu．cn。引用格式：王学良，夏品奇．直升机机身动特性的参数影响分析[J]．南京航空航天大学学报，2017，49(2)：200一205．WANGXuelia