本文關(guān)鍵詞：共軸雙旋翼無(wú)人機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)特性分析

  更多相關(guān)文章： 共軸雙旋翼 剛-柔耦合 扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 動(dòng)響應(yīng) 靈敏度分析

【摘要】：共軸雙旋翼無(wú)人機(jī)比一般無(wú)人飛行器應(yīng)用領(lǐng)域更廣,但同時(shí)也決定了其工作環(huán)境的復(fù)雜性,而其自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也決定了其振動(dòng)特性更為復(fù)雜。為此,本文結(jié)合國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目-“重載荷智能化物探專用無(wú)人直升機(jī)研制”(2013AA063903),針對(duì)目前共軸雙旋翼無(wú)人機(jī)振動(dòng)分析在整機(jī)設(shè)計(jì)階段的重要性,采用數(shù)學(xué)建模和仿真分析相結(jié)合的方法,進(jìn)行了共軸雙旋翼無(wú)人機(jī)旋翼系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)特性分析,掌握了其振動(dòng)特性和影響規(guī)律,進(jìn)行了相應(yīng)的減振設(shè)計(jì)。首先,計(jì)算了發(fā)動(dòng)機(jī)、減速箱、傳動(dòng)軸系等主要?jiǎng)恿鲃?dòng)系統(tǒng)的當(dāng)量扭轉(zhuǎn)剛度和當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,建立了整個(gè)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模型。其次,推導(dǎo)了蹺蹺板式旋翼的揮舞、擺振、扭轉(zhuǎn)的振動(dòng)微分模型,基于Rayleigh-Ritz法和MATLAB計(jì)算出較為準(zhǔn)確的振型和頻率;分析了旋翼轉(zhuǎn)速?、槳葉的的抗彎剛度EI、槳葉剛度GJ、操縱系統(tǒng)線性剛度K?對(duì)固有頻率和振型的影響規(guī)律;繪制了槳葉共振頻率圖,指導(dǎo)正常工作轉(zhuǎn)速的設(shè)定。然后,基于ANSYS和ADAMS剛-柔耦合建模分析,搭建了包括旋翼在內(nèi)的傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)仿真模型,分析了分體和系統(tǒng)在剛-柔耦合前后振動(dòng)特性的變化;繪制了系統(tǒng)的前5階扭轉(zhuǎn)振型圖和前6階彎曲振型圖,得出了旋翼擺振與外軸扭轉(zhuǎn)、旋翼?yè)]舞與內(nèi)軸彎曲的耦合作用規(guī)律;進(jìn)行了自旋、巡航、盤(pán)旋轉(zhuǎn)彎不同飛行狀態(tài)下的扭轉(zhuǎn)、彎曲振動(dòng)響應(yīng),得出了外軸、內(nèi)軸的最大響應(yīng)點(diǎn)位置。最后,進(jìn)行了系統(tǒng)各關(guān)鍵參數(shù)對(duì)振動(dòng)頻率和響應(yīng)的靈敏度分析,得出了槳轂轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、軸承支承剛度對(duì)系統(tǒng)扭振和彎曲的各自影響規(guī)律,并得出首選優(yōu)化部位;針對(duì)低頻下較為薄弱的內(nèi)軸進(jìn)行了結(jié)構(gòu)動(dòng)力修改,通過(guò)靈敏度分析,實(shí)現(xiàn)減重和提高固有頻率的多目標(biāo)優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)輕量化和規(guī)避共振的雙重目的。
【關(guān)鍵詞】：共軸雙旋翼 剛-柔耦合 扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 動(dòng)響應(yīng) 靈敏度分析
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V279
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 引言9
• 1.2 研究背景及意義9-11
• 1.2.1 課題來(lái)源9
• 1.2.2 研究背景及意義9-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究概況11-16
• 1.3.1 共軸雙旋翼無(wú)人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.3.2 共軸式直升機(jī)振動(dòng)特性研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.3 共軸式直升機(jī)減振設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第2章 傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 多體動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)17-19
• 2.2.1 無(wú)阻尼自由振動(dòng)18-19
• 2.2.2 有阻尼強(qiáng)迫振動(dòng)19
• 2.3 系統(tǒng)各部件的當(dāng)量簡(jiǎn)化19-26
• 2.3.1 當(dāng)量簡(jiǎn)化原則19-20
• 2.3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)化20-24
• 2.3.3 離合器的簡(jiǎn)化24
• 2.3.4 錐齒輪的簡(jiǎn)化24-25
• 2.3.5 傳動(dòng)軸的簡(jiǎn)化25-26
• 2.4 系統(tǒng)當(dāng)量模型的建立26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 第3章 旋翼系統(tǒng)振動(dòng)特性分析29-53
• 3.1 引言29
• 3.2 旋翼振動(dòng)形式分析29-30
• 3.3 揮舞振動(dòng)模態(tài)分析30-43
• 3.3.1 剛體揮舞振動(dòng)模態(tài)分析30-31
• 3.3.2 彎曲揮舞振動(dòng)微分方程的建立31-36
• 3.3.3 基于Rayleigh-Ritz法的求解36-43
• 3.4 擺振運(yùn)動(dòng)模態(tài)分析43-46
• 3.5 扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模態(tài)分析46-50
• 3.6 槳葉共振分析50
• 3.7 本章小結(jié)50-53
• 第4章 傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)特性分析53-77
• 4.1 引言53
• 4.2 剛-柔耦合仿真模型的建立53-63
• 4.2.1 剛性模型的建立53-55
• 4.2.2 柔性軸的建立55-59
• 4.2.3 柔性槳葉的建立59-60
• 4.2.4 剛-柔耦合模型的建立60-62
• 4.2.5 基于ADAMS/Vibration的振動(dòng)分析62-63
• 4.3 系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)模態(tài)分析63-67
• 4.3.1 模態(tài)參與因子63-65
• 4.3.2 扭轉(zhuǎn)振型圖65-67
• 4.4 系統(tǒng)橫向彎曲模態(tài)分析67-69
• 4.4.1 模態(tài)參與因子67-68
• 4.4.2 彎曲振型圖68-69
• 4.5 系統(tǒng)強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)分析69-76
• 4.5.1 系統(tǒng)激振力的計(jì)算70-72
• 4.5.2 相同激勵(lì)下的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)響應(yīng)72-73
• 4.5.3 不同飛行狀態(tài)下的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)響應(yīng)73-74
• 4.5.4 不同飛行狀態(tài)下的彎曲振動(dòng)響應(yīng)74-76
• 4.6 本章小結(jié)76-77
• 第5章 關(guān)鍵參數(shù)對(duì)振動(dòng)的靈敏度分析及減振優(yōu)化77-87
• 5.1 引言77
• 5.2 靈敏度分析理論77-81
• 5.2.1 基本方法和理論77-79
• 5.2.2 有限差分法靈敏度分析79
• 5.2.3 Sobol法靈敏度分析79-81
• 5.2.4 基于ANSYS的靈敏度分析法81
• 5.3 槳轂轉(zhuǎn)動(dòng)慣量靈敏度分析81-82
• 5.4 軸承支承剛度靈敏度分析82-83
• 5.5 傳動(dòng)軸靈敏度分析及多目標(biāo)優(yōu)化83-86
• 5.5.1 設(shè)計(jì)變量及優(yōu)化目標(biāo)83-84
• 5.5.2 靈敏度分析84-85
• 5.5.3 優(yōu)化結(jié)果分析85-86
• 5.6 本章小結(jié)86-87
• 第6章 總結(jié)與展望87-89
• 6.1 全文總結(jié)87-88
• 6.2 工作展望88-89
• 參考文獻(xiàn)89-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間所取得的科研成果93-95
• 致謝95

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 宋亞平;淺談旋翼的防腐維護(hù)[J];航空維修與工程;2004年04期

2 _5^懔，

本文編號(hào)：693229