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在直升機(jī)槳葉設(shè)計(jì)階段，一般都要對其進(jìn)行靜強(qiáng)度有限元分析，傳統(tǒng)的分析方法是用各種飛行狀態(tài)的計(jì)算載荷，選取最大值進(jìn)行應(yīng)力分析，最后得出剩余強(qiáng)度系數(shù)，判斷是否滿足靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。眾所周知，由于直升機(jī)在飛行時，槳葉處在一個非常復(fù)雜的環(huán)境中，槳葉載荷計(jì)算結(jié)果難以準(zhǔn)確，正是由于載荷計(jì)算的不準(zhǔn)確性，給強(qiáng)度結(jié)論帶來了不確定性。所謂安全無小事，需要找出一種更合理的靜強(qiáng)度分析方法，來確保直升機(jī)在飛行使用中的安全。本文根據(jù)國外資料，結(jié)合作者的工作經(jīng)驗(yàn)，介紹一種直升機(jī)槳葉靜強(qiáng)度分析的新方法，供大家參考。
通過載荷分析域飛行測量獲得槳葉的靜載荷離心力FX、揮舞靜彎矩MBS，擺振靜彎矩MTS和動載荷輝舞動彎矩MBD、擺振動彎矩MTD ，通過下列公式計(jì)算獲得靜應(yīng)力。通過載荷分析或飛行測量獲得槳葉的最大靜載荷通常超扭和超轉(zhuǎn)兩個狀態(tài)的載荷可以代表)漓心力FX、揮舞靜彎矩MYS，擺振靜彎矩MZS，根據(jù)這兩個狀態(tài)的靜載荷、剖面結(jié)構(gòu)參數(shù)ES，WY，Wz，槳葉轉(zhuǎn)速，S-N曲線復(fù)合材料的形狀參數(shù)等，通過槳葉應(yīng)力分析軟件CPAO軟件葉算可繪制得到圖振動彎矩，BETALM線為槳葉5小時限制線C條折線，其意義表示線上的動載荷可使槳葉有5小時壽命，該折線以內(nèi)的動載荷可使槳葉有大于5小時的壽命，其意義表示線上的動載荷可使槳葉有e9循環(huán)次數(shù)的壽命，該折線以內(nèi)的動載荷可使槳葉有大于e9循環(huán)次數(shù)的壽命。根據(jù)圖和載荷分析或飛行測量獲得槳葉的動載荷揮舞靜彎矩MBD、擺振靜彎矩MTD可得到槳葉的5小時限制動載荷。
現(xiàn)以直X型機(jī)為例，作為典型代表，本文只計(jì)算3250剖面，槳葉的3250剖面有四種材料組成，表蛤出了該剖面四種不同材料用兩種不同方法獲得的槳葉強(qiáng)度分析結(jié)果。 從上面的理論公式和計(jì)算結(jié)果來看，兩種方法都是對槳葉靜強(qiáng)度情況的分析，本文的算例中剩余強(qiáng)度系數(shù)刀都大于1.Q都可以下滿足靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求的結(jié)論。但是，兩種方法不同之處在于本文推薦的新方法用5小時限制載荷MYD俘和MZD俘替代了傳統(tǒng)方法的計(jì)算使用的動載荷MBD和MTD。對于一個新研直升機(jī)，要檢驗(yàn)直升機(jī)各飛行狀態(tài)下槳葉的載荷大小要靠飛行載荷測試試驗(yàn)。在飛行載荷測試中，為保證新研直升機(jī)的安全，需對直升機(jī)各部件的載荷和振動進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。其中槳葉載荷監(jiān)控就是重要的保安全措施之一。在對槳葉載荷進(jìn)行監(jiān)控時，我們設(shè)置如圖2所示的一個坐標(biāo)、兩條限制線，隨時掌握槳葉飛行時的動載荷情況，只要槳葉的動載荷不超出5小時限制線，就可保障直升機(jī)的安全飛行，一旦槳葉的動載荷超過5小時限制線，就要通知試飛員改出動作，直升機(jī)飛回機(jī)場檢查。
眾所周知，由于直升機(jī)在飛行時，槳葉處在一個非常復(fù)雜的環(huán)境中，槳葉載荷計(jì)算結(jié)果難以準(zhǔn)確，若飛行載荷監(jiān)測時監(jiān)測到的槳葉的動載荷在5小時限制線內(nèi)，但比計(jì)算的動載荷值大，此時，從疲勞壽命方面來看，直升機(jī)槳葉繼續(xù)飛行沒有問題，但從靜強(qiáng)度方面來看，用傳統(tǒng)的分析方法，我們無法立即唉時載荷監(jiān)控要求立即判斷拌日斷直升機(jī)槳葉是否滿足靜強(qiáng)度要求。若采用本文中推薦的新方法，就容易對槳葉的靜強(qiáng)度下結(jié)論:只要動載荷不超過5小時限制線，槳葉的靜強(qiáng)度總是足夠的。
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