[发明专利]一种复合材料桨叶剖面特性计算方法

权利要求书

1.一种复合材料桨叶剖面特性计算方法，该桨叶包括前端的C型梁(1)，中部的Z型梁(2)和后部的Z型梁(3)，在C型梁和中部的Z型梁之间构成Ⅰ壁室(4)，在中部的Z型梁和后部的Z型梁之间构成Ⅱ壁室(5)，在后部的Z型梁到末尾构成Ⅲ壁室(6)，其特征在于：该方法根据桨叶结构、翼型理论外形数据和材料数据构建桨叶各剖面的数据文件，包括：

ρ—剖面各分区的密度，E—剖面各分区的弹性模量，G—剖面各分区的剪切模量；

通过以下公式进行计算

线密度：M＝∫∫_AρdA (1)

质心偏置：

张力中心偏置：

拉伸刚度：EA＝∫∫_AE·dA (4)

挥舞刚度：EI_y＝∫∫_AE·(Z-Z_T)²dA (5)

摆振刚度：EI_z＝∫∫_AE·(Y-Y_T)²dA (6)

挥摆耦合刚度：EI_yz＝∫∫_AE·(Y-Y_T)·(Z-Z_T)dA (7)

挥舞惯量：PI_y＝∫∫_Aρ·(Z-Z_T)²dA (8)

摆振惯量：PI_z＝∫∫_Aρ·(Y-Y_T)²dA (9)

对于扭转刚度，计算公式如下：

M_T＝q₁*Ω₁+q₂*Ω₂+q₃*Ω₃ (13)

令

则

其中：q₁—Ⅰ壁室内部的常剪流,q₂—Ⅱ壁室内部的常剪流，q₃—Ⅲ壁室内部的常剪流，θ—扭转角，Ω₁—Ⅰ壁室总面积的二倍，Ω₂—Ⅱ壁室总面积的二倍，Ω₃—Ⅲ壁室总面积的二倍，A₁₁—对Ⅰ壁室总环路的线积分，A₂₂—对Ⅱ壁室总环路的线积分，A₃₃—对Ⅲ壁室总环路的线积分，A₁₂—对Ⅰ、Ⅱ壁室之间壁板的线积分，A₂₃—对Ⅱ、Ⅲ壁室之间壁板的线积分，M_T—对壁室施加的扭矩，Y—分区在截面上Y方向的坐标，Z—分区在截面上Z方向的坐标

联立上述(13)—(17)式，得到

扭转刚度GJ＝Ω₁*Ψ₁+Ω₂*Ψ₂+Ω₃*Ψ₃ (21)。