直升机动力学基础(绪论-2011-11)

直升机动力学基础（讲课提纲）2011年11月南京航空航天大学直升机技术研究所王华明[e-mail]课程简介教学目标掌握振动系统的建模和分析方法，了解和掌握直升机动力学的基本知识，包括直升机动力学的基本原理、特点、主要问题及基本处理方法，在重视动力学基本原理的同时，强调直升机动力学问题的物理本质和影响因素，特别是直升机动力学问题的设计要求、设计处理方法和解决问题的措施，以培养研究生分析问题和解决工程实际问题的能力，并为后续课程学习和开展科研工作打好基础。NUAA课程简介主要内容第一章绪论1.1直升机的动力学系统1.2直升机的主要动力学问题1.3直升机动力学问题的重要性1.4振动系统概述NUAA课程简介主要内容第二章单自由度系统振动2.1概述2.2振动微分方程2.3自由振动2.4受迫振动2.5振动的隔离NUAA课程简介第三章集中参数系统的振动3.1概述3.2振动微分方程3.3自由振动与固有振型3.4座标变换与模态分析3.5受迫振动3.6动力吸振器NUAA课程简介第四章连续参数系统的振动4.1概述4.2直梁的弯曲振动4.3旋转梁的弯曲振动NUAA课程简介第五章旋翼动力学基础5.1概述5.2桨叶挥舞弯曲振动5.3桨叶摆振弯曲振动5.4桨叶扭转振动5.5桨叶共振图5.6旋翼整体振型5.7旋翼载荷NUAA课程简介5.8旋翼动力稳定性第六章直升机动力学问题6.1旋翼/机体耦合动力学问题6.2旋翼/动力/传动扭振系统动力学问题NUAA参考资料1.胡海岩主编，《机械振动与冲击》，航空工业出版社，1998年2.《直升机动力学手册》,航空工业出版社，1991年3.孙之钊等主编，《直升机强度》,航空工业出版社，1990年4.张呈林等主编，《直升机部件设计》，航空专业教材编审组5.张晓谷编，《直升机动力学设计》，航空工业出版社，1995第一章：绪论NUAA一、直升机的动力学系统UH-60NUAA1.桨叶一、直升机的动力学系统NUAA一、直升机的动力学系统01(cossin)ncnsnFFFnFnNUAA一、直升机的动力学系统2.机体NUAA一、直升机的动力学系统3.机体/起落架系统Mi-4NUAA一、直升机的动力学系统3.机体/起落架系统NUAA一、直升机的动力学系统3.机体/起落架系统SA365NUAA一、直升机的动力学系统3.机体/起落架系统NUAA一、直升机的动力学系统4.旋翼（尾桨）/传动/动力扭振系统1－主减速器；2－主减输入轴；3－发动机；4－尾传动轴；5－尾减速器；6－尾斜轴；7－中间减速器NUAA二、直升机主要动力学问题1.振动载荷2.振动响应3.动力稳定性NUAA三、直升机动力学问题的重要性1.Y-2直升机（1）66年，从设计到制造历时一年。（2）67年10月，地面开车，出现“地面共振”，致人死亡。（3）68年6月，发动机振动。（4）72年3月，传动系统扭转振动。（5）74年，成功上天。直升机每个动部件都与振动问题相联系NUAA三、直升机动力学问题的重要性NUAA三、直升机动力学问题的重要性2.UH-60UH-60NUAA三、直升机动力学问题的重要性3.CH-47CH-47NUAA三、直升机动力学问题的重要性地面共振的后果，几秒钟内机毁人亡。历史上很多直升机发生“地面共振”。米1、米4、米6、直五、延安-2号均发生Bo-105原型机也因“地面共振”毁坏。NUAA三、直升机动力学问题的重要性4.专用武装直升机NUAA四、振动系统概述1.振动的定义机械或结构系统在其平衡位置附近的往复运动称为振动。所谓机械或结构系统是指由一些具有力学特性的元件组成的组合体，它可以完成某种特定的功能。NUAA四、振动系统概述系统经过抽象化后，其力学特性可以用数学关系式（方程）表示，表达系统力学特性的数学方程称为系统的数学模型。NUAA四、振动系统概述系统输入输出（激励）（响应）NUAA四、振动系统概述2.振动的分类（1）按输入类型分类自由振动强迫振动自激振动NUAA四、振动系统概述2.振动的分类（2）按输出规律分类简谐振动周期性振动瞬态振动随机振动NUAA四、振动系统概述2.振动的分类（3）按系统的自由度分类单自由度系统振动；多自由度系统振动；弹性体（无限多自由度系统）振动。自由度：完备描述系统运动的独立座标数目。NUAA四、振动系统概述2.振动的分类（4）按运动微分方程的形式分类线性（振动）系统描述系统运动的方程为线性微分方程（组）线性系统的一个重要特性是线性叠加原理成立。非线性（振动）系统描述系统运动的方程为非线性微分方程NUAA四、振动系统概述根据输入、输出与系统特性三者之间的关系，可将振动问题归纳为三类问题NUAA四、振动系统概述第一类：已知激励和系统模型，求响应。通常称为响应计算或正问题NUAA四、振动系统概述第二类：已知激励和响应，求系统特性称为系统识别或参数识别又称为第一类逆问题NUAA四、振动系统概述第三类：已知系统和响应，求激励称为载荷识别又称为第二类逆问题