本文旨在探討直升機主旋翼片(MAIN OTOR BLADES)之橫向、縱向和扭轉自由振動情 形,以及受到空氣負載時之強迫振動情況. 假定主旋翼片末端位置有一翼尖油箱或一火箭推進器,但為求簡易計,在分析中視該 油箱或該火箭推進器為一質點. 本文引用模式分析法(MODAL ANALYSIS MEHTOD)研討加裝翼尖油箱對直昇機 ( SI- KORSKY H-6 )旋翼自由振動之影響 ,以及在前進飛行下,空氣負荷對旋翼橫向振動 之影響. 在分析過程中,先根據旋翼之重量分佈曲線,EI值曲線,將旋翼轉換成三段均勻之等 效樑元件,並令每個結點具有六個自由度(三個平移和三個旋轉),以有限元素法( FINITE ELEMENT METHOD)求出旋翼之質量及勁度矩陣 ,同時旋翼旋轉時的離心力、 端點質量及幾何非線性對質量及勁度矩陣所造成的影響亦列入考慮,再據之求出自由 振動之頻率. 因決定旋翼實際阻尼值有其困難,故本文僅之試誤法(TRY AND ERROR METHOD)求出 較合理之阻尼值,據以求出自由振動之阻尼頻率與模式. 接著考慮等效樑在空氣負荷影響下之強迫振動情形,並依樑之邊界條件及起始條件( BOUNDARY ANND INITIAL CONDITIONS)求出各結點之位移(JOINT DISPLACEMENTS ) . 最後根據結點之位移求得旋翼之實際位移方程式,以供旋翼結構設計之參考. 綜合以上之計算結果,吾人可得如下結論: (一)旋翼旋轉時,由於翼尖質上離心力所作之功使旋翼勁度效應增加,故旋翼旋轉 時之頻率將高於靜止時之頻率. (二)考慮端點質量時,將因端點質量之增加,使旋翼質量矩陣之值增加,同時亦增 加旋翼勁度,但質量矩陣與旋翼轉速無關,故在高速旋轉時,勁度矩陣之增加比質量 矩陣大,故頻率隨之增加. (三)考慮幾何非線性時,幾何勁度矩陣使勁度矩陣增加,頻率也困而增大.
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