航空螺旋桨振动特性仿真分析方法研究  被引量:4

Study on Vibration Characteristics Simulation Analysis Method of Aircraft Propeller

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作  者:魏武国[1] WEI Wu-guo(Aviation Engineering Institute,Civil Aviation Flight University of China,Sichuan Deyang 618307,China)

机构地区:[1]中国民用航空飞行学院航空工程学院,四川德阳618307

出  处:《机械设计与制造》2021年第5期194-198,203,共6页Machinery Design & Manufacture

基  金:四川省教育厅2018年自然科学一般项目(18ZB0684);中国民用航空飞行学院2018年面上项目(THZX2018-07)中央高校2019年教育教学改革专项资金项目(E2019017)。

摘  要:基于循环对称结构模态分析理论,建立了螺旋桨整体结构振动特性仿真分析方法。选取某两桨叶定距航空螺旋桨为分析对象,在ANSYS软件中建立起螺旋桨整体结构振动特性分析的三维有限元模型。首先计算结构在不转动工况下的固有振型和频率,然后计算其在常用转速工况下离心、气动载荷同时作用时的振型和频率。分析计算结果,发现螺旋桨整体结构同一阶次频率下存在对称型和反对称型振型,但不能同时出现,呈现量子态特点;并得到外载荷对振型、频率的影响规律以及共振曲线。该方法大大降低了求解规模,可应用到其他多桨叶、变距螺旋桨整体结构振动特性的工程计算中去。Based on the theory of modal analysis for cyclic symmetrical structure,the vibration characteristic simulation analysis method for propeller’s integral structure has been established.A two-blade fixed-pitch aviation propeller was selected as an analysis object,and a 3-D FEM of propeller’s integral structure for vibration characteristics analysis was established in ANSYS software.Firstly,the natural mode and frequency under non-rotating condition were calculated;then,the vibration modes and frequencies withstand centrifugal and pneumatic loads under common working speeds were calculated.Through the analysis of calculated results,it’s found that there are symmetrical and anti-symmetric modes under same vibration frequency of propeller’s integral structure.However,symmetrical and anti-symmetric modes cannot appear at the same time,which present quantum state characteristic.On the other hand,it’s found that the rule how external loads influence propeller’s vibration mode and frequency,and also figured out the Campbell Curve.This method greatly reduces solving scale,and can be applied to the engineering calculation of vibration characteristics for other multi-blade and variable-pitch propellers’integral structure.

关 键 词:螺旋桨整体结构 振动特性 循环对称结构 有限元分析 反对称型振型 

分 类 号:TH16[机械工程—机械制造及自动化] V231.92[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]

 

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