题目：直升机复合材料桨叶损伤临界值研究

桨叶是直升机最重要的部件之一，也是最容易受到损伤的部件。桨叶的损伤不仅会导致结构强度的降低，还会引起振动特性的改变，甚至有可能引起旋翼与机身的共振，直接影响直升机的飞行安全。目前，越来越多的直升机采用全复合材料桨叶，而国内在含损伤复合材料桨叶方面的研究较少。因此，为保证直升机的飞行安全，对直升机复合材料桨叶结构进行损伤临界值研究具有重要意义。

本文针对直升机复合材料桨叶，按直升机桨叶设计要求，建立了一套通过动强度分析、静强度校核来确定复合材料桨叶损伤临界值方法。并以某型号直升机复合材料旋翼桨叶为研究对象，以通用有限元软件ANSYS为平台，应用其内嵌的参数化编程语言（APDL）对含穿孔损伤复合材料桨叶进行振动特性分析和静强度校核计算，按照直升机复合材料桨叶设计准则要求确定该桨叶穿孔损伤临界值。

建立含穿孔损伤复合材料桨叶模型，对桨叶进行振动特性分析，并按直升机桨叶固有特性设计准则进行动强度校核。不同部位损伤桨叶振动特性分析结果表明：大梁根部损伤对桨叶振动特性影响最大。故以桨叶大梁根部为关键损伤位置进行损伤临界值研究。

考虑武装直升机的战场环境，在关键损伤位置处分别模拟直径为20mm、25mm、30mm、35mm、37mm的穿孔损伤，对含损伤桨叶在工作转速（260~360 r/min）的振动特性进行分析，并校核其静强度。结果表明随着损伤尺寸的增大，桨叶各阶振动频率变化加剧；含20mm、25mm、30mm、35mm损伤桨叶在工作转速（260~360 r/min）范围内，桨叶各阶固有振动频率满足动强度设计要求，不会发生振动失效，且桨叶损伤扩展稳定，不会发生静强度失效。当37mm损伤发生时，虽然桨叶静强度满足要求，但振动特性不满足动强度设计要求，桨叶发生振动特性失效。