【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于直升机旋翼系统设计领域，具体涉及一种直升机旋翼桨叶剖面设计方法，可以应用于概念设计阶段的直升机旋翼桨叶结构设计。
技术介绍
旋翼系统为直升机提供升力、推进力和操作力，同时也给直升机带来了振动和噪声，是直升机最重要的部件，合理设计旋翼结构对于提高直升机性能具有重要作用。旋翼系统中，桨叶直接承受空气动力，并将其传递给机身，完成前进等操作过程，因此桨叶结构是 旋翼系统设计的关键部分。由于桨叶结构的长度远远大于截面两个方向的尺寸，因此采用梁理论分析桨叶结构。最早的梁截面分析方法是Euler-B ernoulli梁，变形过程中截面保持不变并且始终与截面中心线垂直；后来，Timoshenko在前一方法的基础上引入了剪切变形，但是假定剪切变形在截面上均匀分布，因此难以反应实际桨叶情况。在实际桨叶结构中，剪切变形和翘曲变形等非经典因素影响较大，使得传统的梁理论不再适用。目前，主要的截面分析方法主要有解析法和有限元方法。解析法采用解析表达式描述剪切和翘曲变形，难以适用于复杂曲面。有限元法通过建立截面有限元模型，从而得到复杂截面形状的截面属性，由于其具有良好的通用性和较高的角...
【技术保护点】
一种直升机旋翼桨叶剖面设计方法，其特征在于，具体包括以下几个步骤：第一步，根据直升机旋翼的气动外形参数要求，确定桨叶的气动外形，根据拓扑优化设计要求，确定目标函数、约束函数，进而建立优化模型；第二步，采用有限元软件利用步骤一中确定的气动外形参数建立桨叶几何模型，并划分网格，得到n个单元，导出单元节点坐标、单元信息和材料参数信息；第三步，读入n个单元的节点坐标、单元信息和材料参数信息；第四步，根据当前桨叶剖面各个单元的密度，求解目标函数的敏度信息；采用拓扑优化中的SIMP算法，以每一个单元的密度ρi作为设计变量，利用单元模量信息，求解当前旋翼桨叶目标函数关于各个单元设计变量的...
【技术特征摘要】
1.一种直升机旋翼桨叶剖面设计方法，其特征在于，具体包括以下几个步骤 第一步，根据直升机旋翼的气动外形参数要求，确定桨叶的气动外形，根据拓扑优化设计要求，确定目标函数、约束函数，进而建立优化模型； 第二步，采用有限元软件利用步骤一中确定的气动外形参数建立桨叶几何模型，并划分网格，得到η个单元,导出单元节点坐标、单元信息和材料参数信息； 第三步，读入η个单元的节点坐标、单元信息和材料参数信息； 第四步，根据当前桨叶剖面各个单元的密度，求解目标函数的敏度信息； 采用拓扑优化中的SIMP算法，以每一个单元的密度P i作为设计变量，利用单元模量信息，求解当前旋翼桨叶目标函数关于各个单元设计变量的敏度信息； 第五步，由步骤四得到目标函数关于各个单元设计变量的敏度信息CSj之后，采用序列线性规划算法更新每一个单元的设计变量； 第六步，原结构第i个单元的密度为Pi,通过第五步得到的更新后的单元密度为/Γ%计算更新前后每一个单元密度差值的绝对值，当最大的差值小于指定的收敛条件H后，满足收敛条件，结束优化，否则回到第四步，直到满足收敛条件；输出优化得到的各个单元的密度信息，从而得到桨叶结构的拓扑结构。2.根据权利要求I所述的一种直升机旋翼桨叶剖面设计方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：向锦武，任毅如，罗漳平，郭俊贤，张亚军，黄明其，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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