一种高空飞艇螺旋桨结构多目标优化设计方法

摘要：

为了远离旋转激振力的影响避免桨叶共振,需要提高桨叶的弯曲频率,这不可避免的会增加质量.为了解决低质量与高频率之间的矛盾,提出了一种螺旋桨两目标优化方法.以桨叶最小质量和最大弯曲频率作为两个优化目标,以复合材料的铺层角度、铺层厚度和铺层区域作为设计变量,以最大应变、桨尖最大位移和桨叶50％、75％和85％剖面处的扭转角作为约束,使用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对螺旋桨进行优化设计,得到了关于质量和频率的Pareto解集.转速为520 r/min的两叶桨的转频为8.76 Hz,穿越频率为17.33 Hz,根据频率在Pareto解集上选取远离这两个点的方案.通过制造与测试,得到的实物桨叶频率为12.29 Hz,距离两个共振点都较远,有效的避免了桨叶共振.

关键词：高空飞艇、螺旋桨、复合材料、弯曲频率、桨叶共振、多目标优化、Pareto解集

所属期刊栏目：36

分类号：V228;V214.8(飞机构造与设计)

资助基金：国家自然科学基金51675428

在线出版日期：2021-05-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：584-591