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第十二届多体动力学与控制暨第七届航天动力学与控制和第十五届全国分析力学联合学术会议

作者：王传达彭海军黄国科喻国瑞邱志祥大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室中国直升机设计研究所

针对直升机桨叶质量、气动条件等不平衡导致旋翼低频振动过大的问题,提出了一种仅通过调整每片桨叶变距拉杆的以旋翼锥体为约束的主动减振方法。首先,该方法是以振动的频域分量和变距拉杆的调整量之间的线性关系为基础,建立全局线性模型... 详细信息

针对直升机桨叶质量、气动条件等不平衡导致旋翼低频振动过大的问题,提出了一种仅通过调整每片桨叶变距拉杆的以旋翼锥体为约束的主动减振方法。首先,该方法是以振动的频域分量和变距拉杆的调整量之间的线性关系为基础,建立全局线性模型,求解建立的桨叶挥舞-扭转-摆振耦合的动力学模型获取仿真数据,使用最小二乘参数辨识方法估计出全局线性模型的转换矩阵T;然后,构造变距拉杆调整量和振动之间的二次型性能指标函数,并建立以旋翼锥体为限制的约束条件,该约束条件是以桨叶桨尖高度和变距拉杆位移之间的线性关系为基础,其目的就是为了在减振的同时将每片的桨尖高度约束在给定的范围内,使用二次规划算法求解该约束优化问题;最后,将该算法用Simulink模块实现,建立对应的操控页面,基于桨叶耦合动力学模型的求解数据,运行Simulink模型即可得到每片桨叶变距拉杆的移动量。为了检验该算法的有效性,将最优控制量回带到桨叶耦合模型中进行求解,即可得到控制后的振动数据,将其和无控时的振动进行对比,即可检验控制算法的有效性。验证结果表明:该算法能够较大程度地降低旋翼低频振动,同时也能将桨叶的桨尖轨迹约束在允许范围内,而且施加的变距拉杆控制量对直升机桨毂中心升力、扭矩等基本无影响,因此,该算法在达到较好控制效果的同时,并不会对直升机产生额外的不良影响。此外,操控页面中可以进行输入输出参数的调整,方便实用,所以该算法结合操控页面的使用,不需要专业人员也可以使用。

关键词：桨叶建模旋翼减振 Simulink建模

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直升机复合材料桨叶使用的主要问题及对策

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直升机技术 2020年第2期 46-49,55页

作者：李志峰王正峰中国直升机设计研究所江西景德镇333001 海军驻南昌地区军事代表室江西南昌330000

随着直升机使用地域不断扩大,复合材料桨叶使用的自然环境也越来越恶劣。在总结复合材料桨叶使用现状的基础上,对其增重、密封、前缘包铁脱粘和裂纹、桨根衬套腐蚀等主要问题进行了原因分析。针对桨叶增重问题,从安全性、维护性和新研... 详细信息

随着直升机使用地域不断扩大,复合材料桨叶使用的自然环境也越来越恶劣。在总结复合材料桨叶使用现状的基础上,对其增重、密封、前缘包铁脱粘和裂纹、桨根衬套腐蚀等主要问题进行了原因分析。针对桨叶增重问题,从安全性、维护性和新研防护涂层方面提出了保证桨叶正常使用的措施;针对密封问题,从总体、结构、选材和维护等方面对密封构件的设计提出了应重点考虑的内容;针对前缘包铁脱粘和裂纹问题,从设计和工艺上给出了改进的方向;针对桨根衬套腐蚀问题,按已交付和新生产两种情况给出了处理措施;最后对桨叶防护设计提出了几点想法。

关键词：直升机桨叶复合材料

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不同酚醛树脂对芳纶纸蜂窝性能的影响

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航空工程进展 2020年第2期11卷 279-285页

作者：谌广昌刘杰纪双英李瑞敏陈普会南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016 中国直升机设计研究所景德镇333008 中航复合材料有限责任公司北京101300

不同的酚醛树脂会对芳纶纸蜂窝的性能造成直接影响,研究酚醛树脂与蜂窝性能之间的关系具有重要意义。采用两种不同的酚醛树脂制备芳纶纸蜂窝芯材,对所制备蜂窝芯材的压缩性能、剪切性能、燃烧性能和介电性能进行测试,同时结合蜂窝端面... 详细信息

不同的酚醛树脂会对芳纶纸蜂窝的性能造成直接影响,研究酚醛树脂与蜂窝性能之间的关系具有重要意义。采用两种不同的酚醛树脂制备芳纶纸蜂窝芯材,对所制备蜂窝芯材的压缩性能、剪切性能、燃烧性能和介电性能进行测试,同时结合蜂窝端面树脂分布观察、树脂与芳纶纸接触角测量等手段,分析两种酚醛树脂所制备蜂窝芯材性能出现差异的原因。结果表明:树脂本身的耐温性能直接影响蜂窝的耐温性能,且树脂中溶剂水的挥发速度、树脂与芳纶纸之间的表面张力会影响树脂在蜂窝壁上的分布;蜂窝芯材树脂含量相同时,其节点两侧的树脂胶柱有利于提高蜂窝芯材的压缩强度,但树脂堆积在节点后会降低蜂窝壁厚,造成蜂窝的剪切强度和模量下降。

关键词：水溶性芳纶纸蜂窝芯材酚醛树脂力学性能

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厚截面层板复合材料三维本构关系表征技术应用展望

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复合材料科学与工程 2020年第1期 120-126页

作者：谌广昌王雅娜陈普会南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016 中国直升机设计研究所景德镇333000 中国航发北京航空材料研究院北京100095

厚截面层板复合材料三维力学性能试验尚未有统一的标准方法。精准的三维力学性能,尤其是完整的应力-应变关系,对于理解复合材料的复杂变形和失效机制十分关键,特别是在航空结构设计中扮演关键角色的高强玻璃纤维和碳纤维增强聚合物基复... 详细信息

厚截面层板复合材料三维力学性能试验尚未有统一的标准方法。精准的三维力学性能,尤其是完整的应力-应变关系,对于理解复合材料的复杂变形和失效机制十分关键,特别是在航空结构设计中扮演关键角色的高强玻璃纤维和碳纤维增强聚合物基复合材料。本文介绍了国外在层板复合材料三维本构关系表征技术方面的最新进展,论述了以数字图像相关全场变形测量辅助短梁剪切和小矩形板扭转试验,评估复合材料三个方向模量和强度,以及三个主材料面非线性剪切应力-应变曲线的新方法,总结了国内在厚截面层板复合材料三维本构关系表征方面的技术现状及其与国外差距。综述表明,数字图像相关测试中应力-应变场的对应关系、基于数字图像相关应变测量的材料本构关系反演是复合材料三维力学性能准确测试需要突破的关键技术点。

关键词：厚截面层板复合材料三维本构关系表征

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用于预腐蚀航空铝合金材料疲劳寿命分析的腐蚀当量裂纹的抛物线模型

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航空学报 2018年第2期39卷 146-156页

作者：邓景辉陈平剑付裕中国直升机设计研究所结构强度研究室景德镇333000

为了节省直升机材料研制费用并缩短研发周期,本文试图以理论模拟方法代替腐蚀疲劳试验。试验测定了2种航空铝合金材料LD2CS和LD10CS的预腐蚀疲劳性能,根据试验观测现象和断口扫描电子显微镜(SEM)分析结果,建立了新的腐蚀凹坑当量裂纹的... 详细信息

为了节省直升机材料研制费用并缩短研发周期,本文试图以理论模拟方法代替腐蚀疲劳试验。试验测定了2种航空铝合金材料LD2CS和LD10CS的预腐蚀疲劳性能,根据试验观测现象和断口扫描电子显微镜(SEM)分析结果,建立了新的腐蚀凹坑当量裂纹的抛物线模型,并基于线弹性断裂力学方法推导了预腐蚀铝合金表面腐蚀凹坑当量裂纹的应力强度因子新公式,发展了疲劳载荷作用下航空铝合金材料的预腐蚀疲劳寿命估算方法。最后,采用本文的模型和算法对2种铝合金材料LD2CS和LD10CS的预腐蚀疲劳性能进行了模拟,发现本文所提新模型和算法的模拟结果与试验数据吻合良好,预测得到的预腐蚀铝合金疲劳性能比传统的半椭圆模型和半圆模型具有更高的预测精度。

关键词：铝合金腐蚀疲劳扫描电子显微镜(SEM) 腐蚀凹坑当量裂纹

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应用EMD和倒包络谱分析的故障提取方法

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振动．测试与诊断 2018年第5期38卷 1057-1062,1087,1088页

作者：孙伟李新民金小强黄建萍张先辉中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室景德镇333001

针对倒频谱分析方法难以提取滚动轴承早期微弱故障的问题,提出了一种利用最小熵反褶积(minimum entropy deconvolution,简称MED)和倒包络谱分析的故障特征提取方法,并应用于滚动轴承诊断中。首先,采用MED方法对故障信号进行降噪处理,同... 详细信息

针对倒频谱分析方法难以提取滚动轴承早期微弱故障的问题,提出了一种利用最小熵反褶积(minimum entropy deconvolution,简称MED)和倒包络谱分析的故障特征提取方法,并应用于滚动轴承诊断中。首先,采用MED方法对故障信号进行降噪处理,同时增强信号中的周期成分;然后,计算降噪后信号的包络,再对包络信号进行倒频谱分析;最后,得到倒包络谱,提取故障特征。试验结果表明,所提出的方法优于传统的倒频谱分析,能够有效提取强背景噪声下的滚动轴承早期故障特征频率信息。

关键词：滚动轴承故障诊断倒频谱最小熵反褶积包络信号

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无线电罗差空中校正方法

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直升机技术 2024年第4期 60-62页

作者：万荣根孔令儒李泽奇刘忠乐陆军装备部航空军事代表局驻景德镇地区航空军事代表室江西景德镇333000 中国直升机设计研究所江西景德镇333001

研究了直升机无线电罗盘(ADF)罗差产生的原因及特性,提出了一种基于卫星导航定位技术的无线电罗差空中自动校准方法,通过获取直升机组合导航系统的位置数据与地面基准点位置数据确定相对方位角,其值与罗盘显示方位角比较即为无线电罗差... 详细信息

研究了直升机无线电罗盘(ADF)罗差产生的原因及特性,提出了一种基于卫星导航定位技术的无线电罗差空中自动校准方法,通过获取直升机组合导航系统的位置数据与地面基准点位置数据确定相对方位角,其值与罗盘显示方位角比较即为无线电罗差。该方法较常规方法,场地适应性强,能有效解决外场无专用罗盘场地无法矫正罗差的问题。

关键词：无线电罗盘 ADF 罗差空中校正

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基于OTPA方法的直升机舱内噪声分析

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中国科技信息 2019年第12期 41-45页

作者：殷鹏中国直升机设计研究所强度研究室

论述了运行工况传递路径分析(OTPA)方法的基本原理。建立了直升机的OTPA分析模型,并进行了实际运行工况下的测量。使用估计的传递函数计算了噪声合成值,与实测运行工况值对比验证了传递函数的准确性。分析量化了各噪声源对直升机舱内噪... 详细信息

论述了运行工况传递路径分析(OTPA)方法的基本原理。建立了直升机的OTPA分析模型,并进行了实际运行工况下的测量。使用估计的传递函数计算了噪声合成值,与实测运行工况值对比验证了传递函数的准确性。分析量化了各噪声源对直升机舱内噪声的贡献量,表明对直升机舱内噪声影响更大的成分是结构噪声,源自主减速器和发动机。分析结果为该型直升机的噪声控制提供了有效的依据。

关键词：直升机噪声源噪声控制传递函数矩阵结构噪声工况传递路径分析内噪声主减速器发动机尾减速器噪声分析

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倾转旋翼气动特性风洞试验与数值模拟研究

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工程力学 2018年第6期35卷 249-256页

作者：李尚斌林永峰樊枫中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室江西景德镇333000

针对倾转旋翼,开展了悬停及巡航状态气动特性的风洞试验和数值模拟研究。试验中,采用六分量天平和扭矩天平,测量了悬停和巡航状态下的旋翼拉力和扭矩,获得了一些倾转旋翼悬停效率和巡航效率的试验数据,验证了设计的倾转旋翼的气动性能... 详细信息

针对倾转旋翼,开展了悬停及巡航状态气动特性的风洞试验和数值模拟研究。试验中,采用六分量天平和扭矩天平,测量了悬停和巡航状态下的旋翼拉力和扭矩,获得了一些倾转旋翼悬停效率和巡航效率的试验数据,验证了设计的倾转旋翼的气动性能。为了分析流场特征,采用运动嵌套网格方法,通过求解NS方程对倾转旋翼流场进行数值模拟,并开展了数值模拟与风洞试验的相关性对比分析研究,验证了数值模拟方法的有效性。同时,获得了桨叶表面压力、桨尖涡以及诱导速度分布特性。

关键词：倾转旋翼风洞试验数值模拟悬停效率巡航效率

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无轴承旋翼摆振模态阻尼识别技术研究及其应用

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振动与冲击 2018年第19期37卷 225-230页

作者：张仕明周云胡和平直升机旋翼动力学重点实验室中国直升机设计研究所江西景德镇333000

旋翼桨叶的一阶摆振后退型模态是影响直升机地面共振稳定性的主要模态。为了识别装机状态下桨叶一阶摆振模态阻尼,该研究发展了基于FFT分析的移动矩形窗法、基于Fourier级数的移动矩形窗法、基于希尔伯特变换法和基于Wavelet小波变换等... 详细信息

旋翼桨叶的一阶摆振后退型模态是影响直升机地面共振稳定性的主要模态。为了识别装机状态下桨叶一阶摆振模态阻尼,该研究发展了基于FFT分析的移动矩形窗法、基于Fourier级数的移动矩形窗法、基于希尔伯特变换法和基于Wavelet小波变换等四种方法的无轴承旋翼一阶摆振模态阻尼识别技术,针对试验中测得的信号出现的频率成分密集和信噪比差等情况在阻尼识别过程中增加了数字滤波器,数值仿真和基于装机试验数据的识别均表明,基于Fourier级数的移动矩形窗和基于Wavelet小波变换两种阻尼识别技术可有效分离无轴承旋翼摆振模态,数字滤波器可有效提高桨叶摆振阻尼识别精度。

关键词：旋翼无轴承阻尼识别摆振滤波

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