直升机结构动力学

本书较全面、系统地介绍了直升机结构动力学中的基本理论、方法和应用。全书共分为七章,分别介绍了旋翼桨叶动力学特性、旋翼气弹稳定性、直升机振动及其控制、旋翼机体合动力学稳定性、直升机扭振系统动力学和非线性梁等内容。本书理论联系实际、内容丰富、论述严谨,力求涵盖直升机工程实践中所用到的直升机结构动力学基本知识和原理,从而夯实直升机结构动力学理论基础。本书重要章节配有一定数量的习题,有利于读者学习和巩固所学知识。
本书可作为直升机相关专业高年级本科生和低年级硕士研究生的教材,也可作为相关专业的教师和专业技术人员的参考书。

序
前言
符号表
章 绪论
节 直升机及其结构型式
第二节 直升机结构动力学的内涵
第三节 本书主要内容
第二章 旋翼桨叶动力学特性
节 旋翼构造型式
第二节 刚体桨叶动力学
一、刚体桨叶挥舞运动
二、刚体桨叶摆振运动
三、刚体桨叶变距运动
第三节 不旋转弹性桨叶动力学
一、弯曲振动方程
二、无铰式旋翼桨叶固有特性
三、铰接式旋翼桨叶固有特性
四、桨叶扬起下坠的应力分析
第四节 旋转弹性桨叶动力学
一、旋转桨叶的挥舞弯曲运动
二、旋转桨叶的摆振弯曲运动
三、旋转桨叶的扭转运动
四、桨叶固有频率的调整
第五节 桨叶固有频率和振型计算
一、拉格朗日法
二、瑞利法
三、伽辽金法
四、有限单元法
习题
第三章 旋翼气弹稳定性
节 铰接式旋翼桨叶挥舞/变距气弹稳定性
一、桨叶挥舞/变距分析模型
二、运动方程的建立
三、特征方程
四、发散不稳定边界
五、颤振不稳定边界
六、颤振临界转速
第二节 桨叶挥舞/摆振气弹稳定性
一、挥舞/摆振耦合动力学方程
二、系统稳定性
第三节 挥舞/摆振/变距耦合系统
第四节 线性和周期系统稳定性分析
一、线性系统稳定性分析
二、周期性系统稳定性分析
习题
第四章 直升机振动及其控制
节 直升机振动问题
一、直升机振动来源
二、振动控制方法分类
三、“黑鹰”直升机的振动控制技术
四、解决振动问题的途径
第二节 旋翼对机体激振力的传递
一、激振载荷
二、桨叶根部载荷
三、各片桨叶垂向力合成
四、各片桨叶桨毂平面内力合成
五、传递到机体的力矩
第三节 机体动力学
一、直升机振动水平预测
二、机体动力学特性
第四节 动力吸振
一、常规动力吸振器
二、离心摆式桨叶吸振器
三、离心摆式桨毂吸振器
四、双线摆吸振器
第五节 振动隔离
一、常规隔振器
二、动力反共振隔振器
三、冲击隔离
第六节 直升机振动主动控制
一、高阶谐波控制
二、结构响应振动主动控制
习题
第五章 旋翼/机体耦合动力学稳定性
节 直升机“地面共振”问题
第二节 旋翼多桨叶坐标系及整体振型
一、旋翼多桨叶坐标变换
二、旋翼整体振型
第三节 直升机“地面共振”分析模型
一、基于拉格朗日法的“地面共振”分析模型
二、基于力法的“地面共振”分析模型
三、“地面共振”发生条件
四、直升机“地面共振”不稳定区计算
第四节 防止“地面共振”的措施
第五节 直升机“空振”问题
一、产生机理
二、分析模型
三、影响参数
第六节 倾转旋翼机回转颤振
习题
第六章 直升机扭振系统动力学
节 直升机扭振系统动力学问题
第二节 机械扭振系统固有特性
一、旋翼
二、动力/传动系统
三、系统动力学模型
第三节 机械扭振系统与发动机燃调系统耦合稳定性
一、机械扭振系统
二、发动机及其燃调系统
三、耦合稳定性分析
第七章 非线性梁
节 非线性小变形梁模型
一、拉伸应变
二、剖面弯矩和扭矩
三、平衡方程
四、惯性载荷
五、最终形式
第二节 中等变形梁模型
一、阶次准则
二、变形关系
三、应变位移关系
四、应力应变关系
第三节 复合材料中等变形梁模型
一、复合材料桨叶
二、应变位移关系
三、梁应变能
参考文献
附录 A 三角公式
附录 B 二阶矩阵求逆
附录 C 非线性准定常翼型气动模型