悬停状态下复合材料旋翼气动弹性新模型提升稳定性

本文主要探讨了"具有复合材料柔性梁的无轴承旋翼气动弹性稳定性"这一关键主题，针对2012年的研究成果，作者高文杰和吕冬青针对悬停状态下的无轴承复合材料旋翼进行了深入的分析。他们首先对Bauchau大变形梁理论进行了修正，以适应复合材料的独特性质，建立了非线性的应变-位移关系。这种关系考虑到了复合材料的特性，从而推导出了一种新的24自由度梁单元模型。在这个模型中，桨叶被视作一个多路传力系统，作者利用了Hamilton原理来构建桨叶的运动有限元方程。 在研究中，作者特别关注了悬停状态下无轴承旋翼的气动弹性稳定性。他们通过数值计算发现，相比于传统的中等变形梁理论，采用新模型进行的计算结果与实验数据有更好的吻合度。这表明，复合材料的柔性梁结构在提升无轴承旋翼的气动弹性稳定性方面具有显著优势。研究还指出，负变距-摆振耦合可以进一步增强稳定性，而正变距-摆振耦合则会降低稳定性。此外，不同的铺层角度和厚度对气动弹性稳定性也有显著影响：负铺层角和减小的铺层厚度有助于提升旋翼的气动稳定性。 文章的关键词包括非线性振动、直升机、无轴承旋翼、复合材料柔性梁、气动弹性稳定性和悬停状态，这些词汇揭示了研究的核心内容和研究方法。整体而言，这篇论文为理解复合材料在无轴承旋翼设计中的应用以及如何优化其气动性能提供了重要的理论支持和技术指导。