直升機機身輕量化技術研究.pdf

1、飛行器的輕量化研究工作一直是國內外航空航天學科研究的重點之一。數據表明，飛機結構重量每減輕1％，飛機性能就能提高3％～5％，因此重量是衡量飛機設計先進性的重要指標之一。在滿足飛行任務前提下，降低飛行器的重量是設計者永恒追求的目標。民用輕型直升機作為一種低空交通工具，如將輕量化設計運用到其上，意味著機身更輕，油耗更少，更加靈活方便，從而能夠擁有更大的市場前景。因此，我們希望在滿足一定的強度、剛度和壽命的前提下，設計出結構質量更輕的直升機。

2、輕量化的方式主要有兩種，一種方式是結構優(yōu)化，另外一種方式是采用強度更高的材料，尤其是先進復合材料。本文對輕量化的研究主要針對結構優(yōu)化部分，具有一定的理論和實際應用的價值。
　　該直升機機身為空間管陣式結構，由于輕量化設計必須要以結構的強度剛度滿足正常工作條件為基礎，所以，論文以FURIA直升機機身作為輕量化的研究對象，通過ANSYS，對該型直升機機身結構進行三維建模，并以《中國民用航空規(guī)章正常類旋翼航空器適航規(guī)定》為依據，計算了F

3、URIA輕型直升機機的飛行載荷，選取了比較典型的躍升起飛工況，平飛工況以及著陸工況進行靜力分析。
　　同時，使用所建立的空間機身的模型，利用有限元Block Lanczos法提取了直升機機身自由狀態(tài)下的前16階模態(tài)，得到直升機機身各模態(tài)的固有頻率及振型，分析了直升機機身振型的特點。并把外界激振源劃分為發(fā)動機激勵、主旋翼激勵、尾槳激勵三類，并研究了這三種激振對直升機機身振動性能的影響。
　　根據結構優(yōu)化技術理論，通過定義優(yōu)化變