摘要：螺旋桨推进方式在航空领域占有重要地位。复合材料具有高比强度、高比模量、高阻尼、可设计性等特性,复合材料螺旋桨叶片能够提升螺旋桨减重效率、推进效率、耐蚀性、降噪等方面性能,已成为大势所趋。本文对国内外航空复合材料螺旋桨叶片的研究成果进行回顾和总结,基于传统飞机螺旋桨叶片和旋翼桨叶,对航空螺旋桨叶片材料体系、结构设计和制造工艺进行分类阐述,重点总结复合材料螺旋桨制造工艺中的关键技术问题,概述桨叶制造工艺方面的仿真模拟研究,最后从健全材料体系、优化结构设计、深入工艺研究和加强数值模拟技术的工程化应用几个方面提出了国产化复合材料航空螺旋桨的未来发展方向。

摘要：为了提高复合材料螺旋桨叶片的结构刚度,分区域优化设计了叶片复合材料结构的铺层角度。根据螺旋桨叶片的厚度和载荷条件,将其划分为4个区域。铺层优化以0°、45°、90°及-45°四个方向的铺覆在各个区域的模拟结果为基础。与初始的铺层方案[0/45/0/-45]sn相比,优化后叶片的铺层方案能使铺层的主方向接近叶片各截面中心点的连线。优化后螺旋桨叶片的1阶和3阶频率提高超过了25%,2阶频率提高超过了5%;表面均布载荷下叶片变形减小了50%,热载荷下叶片变形减小了约25%;优化达到了提高叶片结构刚度的预期效果。分区域优化的方法既利用了复合材料的可设计性又提高了优化效率,适用于复杂复合材料结构的铺层优化。

摘要：针对整体螺旋桨叶片型面抛磨过程易发生干涉、普通数控磨床难以加工的难题,设计了一套与整体螺旋桨叶片特点相适应的机器人砂带磨削系统.首先,融合实际抛磨过程中砂带以及接触轮的弹性变形和宽度等因素,建立了机器人砂带抛磨的数学模型.然后,依据接触轮运动过程中目标点的可达性,运用笛卡儿空间坐标变换的方法获得了机器人各关节理想位姿.进一步,将砂带的灵活抛磨空间进行了优化并在VERICUT上实现抛磨仿真.采用川崎RS20N类型的6R构型机器人进行了抛磨实验,结果与抛磨前叶片型面特征点位置比较,偏差小于±0.1 mm.实验表明,采用该方法能够较好地满足实际加工要求、有效提高螺旋桨叶片表面加工质量.

摘要：在船用可回转推进器结构设计方案的基础上,完成了碳纤维复合材料叶片的设计制造。结合计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,简称"CFD")方法获得了复合材料螺旋桨叶片的等效最大设计载荷,最后通过设计相应的试验装置对复合材料叶片进行了疲劳寿命与剩余强度的试验。研究结果表明,在经过百万次疲劳载荷作用后,叶片无肉眼可见损伤,叶片的剩余强度远大于极限载荷,该复合材料螺旋桨叶片的材料结构设计与制造工艺满足工程使用要求。

摘要：为简化螺旋桨叶片的建模过程,根据叶片二维制图原理和几何特征提出一种螺旋桨叶片自动建模方法。采用Python语言编写执行程序及软件操作界面,建立操作简单、界面简洁、运算快捷的螺旋桨叶片自动建模软件,实现Excel与CATIA之间的数据交换和建模的自动化。通过软件操作界面实现与用户的友好交互。

摘要：以气力推进艇螺旋桨叶片的模型重建及误差分析为研究内容,采用逆向工程技术,通过OKIO扫描仪进行数据采集,基于Geomagic软件进行模型重建和误差分析。结果表明:总体平均误差为-0.007mm,满足偏差为±0.1mm的设计要求;主要截面弦长平均误差为0.504mm,即在上下两曲面交界处的轮廓线提取时存在误差。

摘要：针对在舰船辐射噪声DEMON线谱信噪比低时,传统使用的基于模型或专家系统的叶片数识别方法存在错误率高且识别结果不稳定的问题,提出了一种基于模板匹配的螺旋桨叶片数识别方法。该方法建立了不依赖于样本的模板库,设计了模板匹配算法和识别结果置信度算法,较好地解决了传统的叶片数识别技术所存在的数学模型失配或规则不全、样本不完善性等问题。对实测数据的分析表明,该方法明显降低了叶片数识别的错误率,使目标类型识别结果趋于稳定。

摘要：为实现机器人稳定、快速和高效地在不同接触壁面移动,提出了一种采用双旋翼螺旋桨反推力作为前驱动力和壁面吸附力的机器人设计方法.对爬壁机器人结构和动力系统进行设计,通过对机器人在不同运动状态下的静力学进行分析,得出机器人在旋翼倾角为60°时动力性能最优,并通过机器人在水平状态下牵引力实验得到了验证.通过在实际操作过程的实验测试,机器人旋翼倾角单度变化运动效果优于旋翼倾角成倍变化.通过对机器人在水平和垂直壁面吸附力进行实验测量,得出由于结构复杂性大大降低了螺旋桨气动效率.最后,通过实验验证了机器人在小斜坡和垂直壁面稳定吸附能力.