基于集中质量模型的直升机全机固有频率计算方法

张鹏杰，沈安澜，陈 静，伍特辉

(中国直升机设计研究所，江西 景德镇 333001)

0 引言

直升机是一种典型的旋翼飞行器，主要由机体、旋翼系统、传动系统以及动力装置组成。与固定翼飞行器相比，直升机具有结构复杂、旋转动部件多等特点，因此直升机上的激励源较多。虽然直升机主要以特定频率激励为主，但是由于激励源多，各激励源激励频率各不相同，且激励频率跨度较大，直升机机体动力学设计就显得尤为重要。良好的机体动力学设计可以最大限度地降低直升机机体的振动水平，同时也是保证全机低振动水平的先决条件。

直升机是由许多复杂构件组成的大型结构，是具有无限多自由度的连续弹性体。传统的全机固有频率计算方法是根据全机的真实结构，对机体结构进行有限元离散，建立有限元动力学计算分析模型[1,2]。有限元方法具有计算精度高等特点，能够全面反映全机的固有特性。但有限元方法也有其局限性：由于全机安装设备多，现在对于大质量机载设备通用的做法是将设备按照其重心以集中质量的方式施加到全机有限元模型中，这就导致全机出现大量的局部模态，局部模态多且跨越的频率范围广，容易干扰全机主模态的判别，严重影响对主机主要模态的识别。

本文根据实际工程使用的需要，提出了一种基于集中质量模型的全机固有频率简化计算方法，作为前期对全机的主要固有频率进行快速计算评估的方法，也可作为有限元方法的一种补充，有利于快速准确识别出全机的主要模态，为全机结构设计提供简便的评估方法。……