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推力和阻力作用下柔性自旋飛行器穩定性分析
關鍵詞：自旋飛行器 timoshenko梁 橫向振動 振動響應
摘要：針對柔性自旋飛行器動力學問題,開展了在推力和阻力作用下動力穩定性研究。柔性自旋飛行器簡化為非均勻、自由-自由的Timoshenko回轉梁模型,基于轉子動力學理論和有限元方法,考慮陀螺效應,在瞬態坐標系下建立了推力和阻力作用柔性自旋飛行器的橫向振動方程。在平均軸系和瞬態坐標系下分別從自旋轉速、推力和阻力3個方面,分析了自旋飛行器動力穩定性和橫向振動響應效應。研究結果表明:在瞬態坐標系下,阻力能夠提高自旋飛行器穩定性,自旋轉速不改變失穩區域;與之相反,在平均軸系下,阻力能夠降低自旋飛行器穩定性,使臨界推力和臨界轉速減小;自旋轉速能夠增大失穩區域,使靜態失穩變為動態失穩;轉動慣量和剪切效應能降低系統穩定性,相比于轉動慣量,剪切效應影響更大,特別是對2階頻率影響。
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