【摘 要】
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复合材料因其优秀的材料特性已经成为直升机旋翼桨叶的主要制造材料,但复合材料本身的各向异性特征使得复合材料桨叶的结构问题变得更加复杂。本文分析了不同材料、剖面结构形式以及铺层方案的梁的剖面特性,为复合材料桨叶结构形式选取和铺层设计提供了参考依据。基于一维梁理论计算了金属梁和XH-59A直升机主旋翼桨叶固有特性,结果与理论值及文献值一致,计算方法可靠且计算效率较三维有限元方法更高。以高性能碳纤维增强树
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复合材料因其优秀的材料特性已经成为直升机旋翼桨叶的主要制造材料,但复合材料本身的各向异性特征使得复合材料桨叶的结构问题变得更加复杂。本文分析了不同材料、剖面结构形式以及铺层方案的梁的剖面特性,为复合材料桨叶结构形式选取和铺层设计提供了参考依据。基于一维梁理论计算了金属梁和XH-59A直升机主旋翼桨叶固有特性,结果与理论值及文献值一致,计算方法可靠且计算效率较三维有限元方法更高。以高性能碳纤维增强树脂基复合材料为代表的先进复合材料在结构上的大量使用已经成为第三代、第四代直升机的主要技术指标之一。目前直升机大多采用刚性旋翼方案来实现较高的飞行速度与飞行性能。本文设计了一款高强度碳纤维结构复合材料模型桨叶,在得到较高结构刚度的同时保持较轻的结构质量。模型桨叶在工作转速下,挥舞、摆振和扭转的基阶频率比分别为1.36、1.64和12.14,符合刚性模型旋翼桨叶设计要求。给出了完整的加工制造方案,制造的全碳纤维模型桨叶样件固有特性试验结果与计算值一致。
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