某型电动飞机螺旋桨振动特性实验研究

某型电动飞机采用螺旋桨产生拉力,为了防止螺旋桨工作时共振,利用ES-2-150振动实验系统进行了两叶木质螺旋桨和碳纤维螺旋桨的振动特性实验,采用谐振搜索与驻留方法测量出木质螺旋桨的第一阶固有频率为36.07Hz,碳纤维螺旋桨的第一阶固有频率为73.58Hz。螺旋桨爬升状态转频为39Hz,这与木质螺旋桨的第一阶固有频率非常接近,导致木质螺旋桨在爬升状态出现比较严重的振动故障。因此,某型电动飞机最终选择两叶碳纤维螺旋桨作为其拉力产生装置。     

Natural frequencies of rotating functionally graded cylindrical shells

Love’s first approximation theory is used to analyze the natural frequencies of rotating functionally graded cylindrical shells.To verify the validity of the present method,the natural frequencies of the simply supported non-rotating isotropic cylindrical shell and the functionally graded cylindrical shell are compared with available published results.Good agreement is obtained.The effects of the power law index,the wave numbers along the x-and θ-directions,and the thickness-to-radius ratio on the natural frequencies of the simply supported rotating functionally graded cylindrical shell are investigated by several numerical examples.It is found that the fundamental frequencies of the backward waves increase with the increasing rotating speed,the fundamental frequencies of the forward waves decrease with the increasing rotating speed,and the forward and backward waves frequencies increase with the increasing thickness-to-radius ratio.     

孤立两叶螺旋桨风洞试验准定常数值模拟

为研究某型两叶螺旋桨的气动性能,对某型两叶螺旋桨进行了风洞试验及计算流体动力学(CFD)数值模拟。通过求解多重参考坐标系(MRF)模型下的准定常雷诺平均Navier-Stokes方程,计算了直径为960mm的某型两叶木质螺旋桨静态和动态的气动特性。并在西北工业大学NF-3风洞的三元试验段获得了该螺旋桨桨叶的拉力、扭矩、功率等气动性能数据。螺旋桨风洞试验与CFD数值模拟对比验证表明:基于MRF模型的数值模拟结果与风洞试验结果具有一致性,两者的螺旋桨拉力的偏差控制在5%以内,扭矩的偏差控制在10%以内,拉力功率比的偏差控制在6.08%以内,证明了CFD数值模拟对螺旋桨气动性能预测的准确性。本文可为通用电动飞机螺旋桨的设计与模拟验证提供参考。     

功能梯度梁弯曲分析的无网格解

利用全局薄板样条径向基配点法分析了功能梯度梁的弯曲问题,径向基函数的形状参数对近似精度有很大的影响,而薄板样条径向基函数的形状参数选取比其他径向基函数要容易. 利用高阶剪切变形理论推导了控制微分方程,将该文的计算结果与已有参考文献中的结果进行了对比,以验证该文方法的精度.     

旋转功能梯度圆柱壳的固有频率计算

Love的一阶理论被用来计算旋转功能梯度圆柱壳的固有频率, 为了验证该方法的有效性,计算了简支不旋转各向同性和功能梯度圆柱壳的固有频率,计算结果与相关文献中的结果具有较好的一致性．通过几个数值算例,研究了幂指数、x和θ方向的波数、厚度-半径比对简支旋转功能梯度圆柱壳固有频率的影响．结果表明:后向波的固有频率随着转速的增加而增加,前向波的固有频率随着转速的增加而减小,前向波和后向波的固有频率随着厚度-半径比增加而增加．     

基于无网格方法的碳纳米管自由振动分析1)

采用无网格方法分析了碳纳米管的自由振动问题。通过几个数值算例来证明本方法的收敛性。将不同长径比的碳纳米管的固有频率计算结果与公开文献的结果进行对比。对比结果表明：本文方法具有较高的计算精度,基于薄板样条径向基函数的无网格方法可以成功地分析碳纳米管的自由振动问题。     

两种不同弦长螺旋桨的风洞试验及分析

本文介绍了两种不同弦长螺旋桨的风洞试验结果。试验在西北工业大学NF-3风洞的三元试验段进行,试验风速分别为V=20m/s、30m/s和40m/s,每个风速下,螺旋桨旋转速度为:900r/min、1200r/min、1500r/min、1800r/min、2100r/min、2400r/min、2700r/min、3000r/min、3300r/min、3600和3900r/min。风洞试验结果表明:当两种螺旋桨的翼型相同、桨叶角沿径向分布相同,但弦长沿径向的分布不同时,它们的拉力、扭矩、功率、效率以及前进比会有显著区别。其中,1#螺旋的弦长大于2#螺旋桨,在相同的试验风速和螺旋桨转速下,1#螺旋桨的拉力、扭矩和功率高于2#螺旋桨,但效率低于2#螺旋桨。     

基于逆复合二次径向基函数的对称复合材料层合板自由振动分析

利用逆复合二次径向基函数无网格配点法对Reddy的高阶剪切变形理论进行离散,预测了对称复合材料层合板的自由振动特性.将不同材料参数、几何尺寸和边界条件的层合板固有频率计算结果与相关文献中的结果进行对比,结果表明:逆复合二次径向基函数在对称复合材料层合板自由振动分析方面具有收敛性好及精度高等一系列优点.