【技术实现步骤摘要】
本申请涉及倾转旋翼机的结构动力学设计，尤其涉及一种建立结构动力学模型的方法和临界转速设计方法。
技术介绍
1、互联传动轴是倾转旋翼机传动系统中一个重要的组件，主要用于保证两侧旋翼的转速同步，以及单发失效时、两侧旋翼都能够正常运转。设计时，必须通过互联传动轴的临界转速分析合理得配置其工作转速，以确保其在工作过程中能够安全可靠的运行。
2、以往对于这类传动轴，如直升机的尾传动轴，其进行结构动力学模型建立时往往不考虑轴系的初始变形，这与实际情况不符。尤其对于大型的倾转旋翼机，其互联传动轴尺寸更长、柔度更大，忽略轴系的初始变形所建立的结构动力学模型缺乏有效性，进一步进行临界转速分析时得到的结果也会存在偏差。
技术实现思路
1、为克服现有技术的不足之处，本申请实施例提供一种建立结构动力学模型的方法，用于倾转旋翼机的互联传动轴，所述方法包括：
2、求解全机静力学有限元模型在气动载荷和惯性载荷作用下的节点位移集合；
3、在所述节点位移集合中提取互联传动轴安装支座处的节点位移△xi、△yi、△zi，其中：i为各个安装支座的序号；
4、基于所述节点位移△xi、△yi、△zi，得到互联传动轴各分段处轴线的初始位移△xj’、△yj’、△zj’，其中，j为互联传动轴各分段位置的序号；
5、基于互联传动轴各分段处轴线的理论坐标xj、yj、zj和所述初始位移，得到倾转旋翼机飞行时，互联传动轴各分段处轴线的实际坐标xj、yj、zj：
6、基
7、在本申请提供的一个实施例中，基于所述节点位移△xi、△yi、△zi，得到互联传动轴各分段处轴线的初始位移△xj’、△yj’、△zj’，包括：
8、基于所述节点位移△xi、△yi、△zi，按照最小二乘法数值拟合计算，得到互联传动轴各分段处轴线的初始位移△xj’、△yj’、△zj’。
9、在本申请提供的一个实施例中，基于互联传动轴各分段处轴线的理论坐标xj、yj、zj和所述初始位移，得到倾转旋翼机飞行时，互联传动轴各分段处轴线的实际坐标xj、yj、zj，包括：
10、将所述理论坐标xj、yj、zj与所述初始位移相加，得到所述实际坐标xj、yj、zj：
11、xj＝xj+△xj’
12、yj＝yj+△yj’
13、zj＝zj+△zj’。
14、本申请实施例还提供一种临界转速设计方法，用于倾转旋翼机的互联传动轴，所述方法包括：
15、利用如上所述的结构动力学模型进行互联传动轴的复模态分析，确定互联传动轴的初始临界转速；
16、基于所述结构动力学模型，求解互联传动轴的频率响应特性；
17、基于所述频率响应特性和所述初始临界转速，确定与所述初始临界转速对应频率的振动峰值区域；
18、基于所述振动峰值区域，得到振幅放大因子af；
19、基于所述初始临界转速和所述振幅放大因子af，得到互联传动轴的最终临界转速。
20、在本申请提供的一个实施例中，利用所述结构动力学模型进行互联传动轴的复模态分析，确定互联传动轴的初始临界转速，包括：
21、根据所述复模态分析的结果绘制campbell图；
22、基于campbell图确定互联传动轴的初始临界转速。
23、在本申请提供的一个实施例中，基于所述频率响应特性和所述初始临界转速，确定与所述初始临界转速对应频率的振动峰值区域，包括：
24、基于所述频率响应特性，得到互联传动轴沿轴向所有节点的振动幅值；
25、绘制所述振动幅值对频率ω、节点轴向坐标y的瀑布图；
26、参照campbell图确定与所述初始临界转速对应的频率，在所述瀑布图上确定与所述初始临界转速对应频率的振动峰值区域。
27、在本申请提供的一个实施例中，基于所述振动峰值区域，得到振幅放大因子af，包括：
28、基于所述振动峰值区域的中心频率计算所述振幅放大因子af。
29、在本申请提供的一个实施例中，基于所述初始临界转速和所述振幅放大因子af，得到互联传动轴的最终临界转速，包括：
30、基于所述振幅放大因子af与预设阈值的关系，确定所述最终临界转速。
31、在本申请提供的一个实施例中，基于所述振幅放大因子af与预设阈值的关系，确定所述最终临界转速，包括，
32、若所述振幅放大因子af≥2.5，则与所述振动峰值区域对应的所述初始临界转速被确认为所述最终临界转速。
33、在本申请提供的一个实施例中，基于所述结构动力学模型，求解所述互联传动轴的频率响应特性，包括：
34、基于所述结构动力学模型，在所述互联传动轴上选取远离其安装支座的节点施加频域的恒定载荷以及在预设频率范围内，求解所述互联传动轴的频率响应特性。
35、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果：
36、本申请中，通过在所述节点位移集合中提取互联传动轴安装支座处的节点位移进而参与所述结构动力学模型的建立，因此本申请所述的结构动力学模型是在考虑了互联传动轴的初始变形的基础上进行建模的，最终得到了考虑初始变形的结构动力学模型，使得分析结果更符合实际情况。
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1.一种建立结构动力学模型的方法，用于倾转旋翼机的互联传动轴，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述节点位移△xi、△yi、△zi，得到互联传动轴各分段处轴线的初始位移△xj’、△yj’、△zj’，包括：
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于互联传动轴各分段处轴线的理论坐标xj、yj、zj和所述初始位移，得到倾转旋翼机飞行时，互联传动轴各分段处轴线的实际坐标Xj、Yj、Zj，包括：
4.一种临界转速设计方法，用于倾转旋翼机的互联传动轴，其特征在于，所述方法包括：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，利用所述结构动力学模型进行互联传动轴的复模态分析，确定互联传动轴的初始临界转速，包括：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述频率响应特性和所述初始临界转速，确定与所述初始临界转速对应频率的振动峰值区域，包括：
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述振动峰值区域，得到振幅放大因子AF，包括：
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，基
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，基于所述振幅放大因子AF与预设阈值的关系，确定所述最终临界转速，包括，
10.如权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述结构动力学模型，求解所述互联传动轴的频率响应特性，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种建立结构动力学模型的方法，用于倾转旋翼机的互联传动轴，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述节点位移△xi、△yi、△zi，得到互联传动轴各分段处轴线的初始位移△xj’、△yj’、△zj’，包括：
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于互联传动轴各分段处轴线的理论坐标xj、yj、zj和所述初始位移，得到倾转旋翼机飞行时，互联传动轴各分段处轴线的实际坐标xj、yj、zj，包括：
4.一种临界转速设计方法，用于倾转旋翼机的互联传动轴，其特征在于，所述方法包括：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，利用所述结构动力学模型进行互联传动轴的复模态分析，确定互...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕继航，张侃，高鹏，李德彪，田刚印，
申请(专利权)人：北京中航智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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