直升機機身輕量化技術(shù)研究.pdf

1、飛行器的輕量化研究工作一直是國內(nèi)外航空航天學(xué)科研究的重點之一。數(shù)據(jù)表明，飛機結(jié)構(gòu)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(shè)計先進性的重要指標之一。在滿足飛行任務(wù)前提下，降低飛行器的重量是設(shè)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(shè)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(shè)計出結(jié)構(gòu)質(zhì)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(jié)構(gòu)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(fù)合材料。本文對輕量化的研究主要針對結(jié)構(gòu)優(yōu)化部分，具有一定的理論和實際應(yīng)用的價值。
　　該直升機機身為空間管陣式結(jié)構(gòu)，由于輕量化設(shè)計必須要以結(jié)構(gòu)的強度剛度滿足正常工作條件為基礎(chǔ)，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(jié)構(gòu)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(jù)，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(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)理論，通過定義優(yōu)化變