بررسی ارتعاشات غیرخطی کوپل پره الاستیک روتور بالگرد و تحلیل فرکانسهای فلاتر

نویسندگان

1 دانشکده مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 دانشکده مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

doi
10.22060/mej.2024.22724.7664
چکیده

ناپایداری آیروالاستیکی در پره‌ها از مهمترین عوامل و منابع ناپایداری در روتور بالگردها محسوب می‌شوند که از جمله این ناپایداری‌ها، فلاتر می‌باشد. در این مقاله به منظور بررسی فلاتر پره و ارتباط آن با پارامترهای سازه‌ای روتور، معادلات دیفرانسیل جزئی غیرخطی کوپل حاکم بر پره الاستیک دوار روتور بالگرد با فرض تیر اویلر-برنولی تحت اثر نیروهای آیرودینامیکی در حالت هاور با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده و با اعمال روش گالرکین به معادلات دیفرانسیل غیرخطی معمولی تبدیل می‌شوند و سپس معادلات بدست آمده برای مقادیر اغتشاشی کوچک حول شرایط حالت دائم خطی می‌گردند. با فرض اینکه پاسخ بصورت هارمونیک باشد، فرکانس‌های طبیعی پره در سه محور حرکتی محاسبه شده و ارتباط فرکانس طبیعی و فرکانس فلاتر پره با پارامترهای سازه‌ای و آیرودینامیکی نشان داده می‌شود. با استفاده از شبیه‌سازی عددی، نتایج برای دو نوع پره سفت و پره نرم با مشخصات معین برحسب پارامترهای مختلف از جمله زاویه پیچش پره، زاویه پیش‌مخروطی و سرعت چرخش روتور برای شکل مود اول ترسیم شده و اثر هر کدام از پارامترهای مذکور بر روی فرکانس فلاتر و نیز ناحیه پایداری پره مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد. نشان داده می‌شود با افزایش صلبیت پره، فرکانس فلاتر افزایش یافته و سیستم پایدار خواهد بود.