【摘要】：旋翼槳葉設(shè)計(jì)工作復(fù)雜繁瑣,設(shè)計(jì)周期長,設(shè)計(jì)人員工作強(qiáng)度大,因此槳葉快速設(shè)計(jì)技術(shù)研究備受關(guān)注。本文以槳葉快速設(shè)計(jì)為研究目的,分別對快速設(shè)計(jì)理論、平臺搭建和參數(shù)化幾何建模進(jìn)行了研究,搭建了槳葉快速設(shè)計(jì)平臺;引入非定常的氣動力計(jì)算方法,建立了氣動設(shè)計(jì)模塊;輔以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊,完成了槳葉設(shè)計(jì)軟件,并用算例驗(yàn)證了平臺設(shè)計(jì)功能的有效性。首先,本文通過Windows Forms軟件搭建平臺窗口和控件,使用C#語言編寫相關(guān)控件所對應(yīng)的觸發(fā)事件,同時研究平臺與MATLAB、CATIA軟件的連接與調(diào)用方法,實(shí)現(xiàn)槳葉快速設(shè)計(jì)平臺的快速建模和快速計(jì)算的功能;其次,引入非定常氣動方法進(jìn)行槳葉氣動設(shè)計(jì),運(yùn)用動態(tài)失速理論計(jì)算翼型的氣動力和動態(tài)入流理論計(jì)算旋翼的誘導(dǎo)速度,繼而編寫氣動力計(jì)算模型,完成對氣動模塊的搭建,并驗(yàn)證模塊計(jì)算結(jié)果的有效性及實(shí)用性;然后,針對槳葉的設(shè)計(jì)要求,研究槳葉剖面結(jié)構(gòu)的選取和其他參數(shù)的選取,并對設(shè)計(jì)出來的槳葉進(jìn)行動力學(xué)分析,完成對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊的搭建;最后,運(yùn)用CFD方法對槳葉流場及氣動特性分析,采用滑移網(wǎng)格法計(jì)算旋翼在流場中各個時刻瞬時值,并計(jì)算槳葉各剖面前緣至后緣的壓力系數(shù),指出改善性能的方向。
【圖文】：

圖 1.1 直升機(jī)槳葉結(jié)構(gòu)及其組件示意圖槳葉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的早期研究通常假定槳葉是由各向同性材料構(gòu)成，并引入線性的或剖面變形規(guī)律假設(shè)、歐拉-伯努利梁理論的變形前后剖面依舊為平面并與彈性軸正小應(yīng)變假設(shè)或有限（中度或大程度）轉(zhuǎn)動假設(shè)等，開展對槳葉的結(jié)構(gòu)分析研究，系列的各向同性槳葉結(jié)構(gòu)分析模型。隨著復(fù)合材料在槳葉結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，槳葉的各向同性假設(shè)已不再適用，因而需要葉結(jié)構(gòu)分析模型以適應(yīng)復(fù)合材料對槳葉帶來的新變化。1977 年，，Hegenier 和 Nair[8]建立了一種預(yù)扭的、剖面非均勻的展向同性槳葉結(jié)構(gòu)出了復(fù)合材料槳葉非均勻剖面、自由扭轉(zhuǎn)的圣維南解。該方法通過提出的槳葉剪緩慢變化、彈性軸平面各向同性以及承受單應(yīng)力的假設(shè)，降低計(jì)算的自由度，簡個獨(dú)立的材料特性常量，使得應(yīng)變能函數(shù)中只需兩個非獨(dú)立的材料特性常量。1979 年，Mansfield 和 Sobey[9]首次研究考慮彎曲、變距及扭轉(zhuǎn)耦合的槳葉剛度特合材料槳葉結(jié)構(gòu)簡化成一個圓管，得出了槳葉的彎曲-拉伸-扭轉(zhuǎn)剛度耦合分析模槳葉的氣動彈性分析。不過這種模型結(jié)構(gòu)相對比較簡單，與真實(shí)槳葉相比相差較

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章 槳葉快速設(shè)計(jì)平臺的搭建槳葉的設(shè)計(jì)流程，在搭建槳葉快速設(shè)計(jì)平臺中可使用快速設(shè)計(jì)槳葉的自動化設(shè)計(jì)與自動化計(jì)算； 實(shí)現(xiàn)槳葉三維幾何建模的動化的主要任務(wù)是確定槳葉的外形、尺寸、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及后續(xù)的何建模的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)在三維建模軟件中完成對槳葉的自快速設(shè)計(jì)平臺的主要功能可概括為兩大部分：快速計(jì)算功能和關(guān)系如圖 2.1 所示。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V211.52

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2678865