旋翼-机身非线性气弹耦合配平与稳定性计算方法研究

本文主要探讨了旋翼/机身非线性气弹耦合配平及稳定性分析的研究方法，以2010年的研究成果为背景。作者运用Hamilton原理和中等变形梁理论，将直升机的桨叶分解为15个自由度的梁单元，构建了一个用于描述旋翼与刚性机身耦合的非线性有限元模型。这个模型基于准定常气动模型，通过时间有限元法进行气弹耦合配平计算，从而获得桨叶和机身的周期性运动解。 在建立模型的基础上，作者进一步引入了Peters动态入流模型来评估整个系统的稳定性。这种方法对于理解和控制直升机在飞行中的动态行为至关重要，因为它能够预测在不同飞行条件下，如风速变化或飞行姿态调整，旋翼和机身如何响应和相互作用。 该研究还开发了一套相应的计算程序，不仅可用于分析桨叶响应、桨叶和桨毂的载荷分布，还能对旋翼操纵性能进行深入评估。计算结果与已有的相关文献保持良好的一致性，并且在解决非线性问题时，同时满足了桨叶响应和配平方程的收敛性要求，这是确保计算精度和可靠性的关键指标。 文章的关键词包括非线性、气弹响应、旋翼/机身耦合、时间有限元法以及稳定性，这些关键词突出了研究的核心内容和所用技术。此外，文中提到的早期方法如直接积分法和谐波平衡法的局限性，强调了时间有限元法的优势，即它能够处理复杂的非线性问题，同时提供更精确和稳定的解决方案。 总结来说，本文的研究成果为直升机设计者和工程师提供了一种有效的方法，以便在实际操作中更好地理解和优化旋翼/机身的气弹耦合效应，确保飞行安全和性能。通过结合时间有限元技术和非线性动力学分析，作者的工作对提升直升机振动控制和性能分析有着重要意义。