آناليز مودال پره بالگرد با روش هاي جرم هاي متمركز و تست تجربي

Modal Analysis of Helicopter Blades with Lumped Mass Method and Experimental Test

محدوده ي عملكرد مطمين پره به لحاظ عدم بروز پديده تشديد در شرايط مختلف كاري روتور با استفاده از روش آناليز مودال مشخص مي-شود. با توجه به اينكه پره هاي فلزي يا كامپوزيتي بالگردها داراي انعطاف پذيري خاصي مي باشند، كه در سرعت هاي مختلف منجر به تغيير شكل اين سازه در صفحات مختلف مي گردد، اين تغيير شكل ها مي تواند اثر زيادي بر روي عملكرد آيروديناميك بالگرد داشته باشد. تحليل ديناميكي پره هاي بالگرد براساس مشخصات ديناميكي اين سازه، در سرعت هاي دوراني مختلف انجام مي شود و در اين مقاله نيز تحليلي براساس روش هاي جرم هاي متمركز (روش مايكل اشتاد و المان محدود) و تست مودال بر روي سازه روتور انجام شده، كه تحليل المان محدود به دو روش نرم افزاري و تحليلي صورت گرفته است. تست مودال براي صحه گذاري و مقايسه با روش هاي جرم هاي متمركز در دو حالت استاتيكي و ديناميكي با سرعتي ثابت، بر روي سازه روتور انجام شده است. با مقايسه نتايج حاصل از هر دو روش و پس از اطمينان از وجود تطابق بين نتايج روش هاي جرم هاي متمركز و نتايج تجربي، تجزيه و تحليلي مطابق شرايط كاري روتور صورت گرفت و در نهايت دياگرام كمپل رسم گرديد. بر طبق اين دياگرام مشخص شدكه هيچ گونه مشكل رزونانسي در پره ي روتور به وجود نيامده است، ضمن اينكه تطابق قابل قبولي بين نتايج عددي و تجربي وجود دارد.

Modal analysis is done periodically to ensure blades performance for non-occurrence of resonance obtained under various operating conditions. Since metal or composite helicopter blades have a certain flexibility at different speeds in different planes can lead to deformation of the structure that can have a great effect on the aerodynamic performance of the helicopter. In this paper, modal analysis of helicopter blade has been carried out by the lumped mass methods (myklestad and finite element method) and modal test on the rotor structure. The finite element analysis has been developed by two approach of analytical and software method. Modal testing was also performed in both static and dynamic states, with constant speed, to validate the lumped mass methods. Finally, the results of both methods are compared with each other. After ensuring there correspondence between lumped mass methods and experimental results, an analysis was done according to the operating conditions of the rotor and finally Campbell diagram has been generated. According to this diagram became clear there was not any problem with the resonance of the rotor blades, while the numerical result of case has an acceptable match with the experimental results.