Analisi degli effetti di non linearità sulla stabilità dei rotori

The following work is focused on the analysis, through the code MSC Adams, of some nonlinear problems on the rotor of the helicopter. The work follows a dual path: the sensitivity analysis of the software to the problem and the analysis of rotor with non-linear stiffness. In the initial part of the discussion academic models will be analyzed to become familiar with the code and develop an effective implementation process. The work proceeds with the analysis of a problem of wing flutter, with two degrees of freedom, with multiple non- linearity and unsteady aerodynamics. The coupled pitch-flap system for the rotor blade will then analyze to evaluate the time evolution of the variables and its static and dynamic limits of instability. Finally the system’s response due to several concentrated stiffness will be designed with the purpose of compare the results with those obtained by linearization of the model through the method of describing functions. The concluding chapters is about the implementation and modeling of a tail rotor with non-linearity resulting from contact between flexible bodies.

Scopo del seguente lavoro è l’analisi, attraverso il codice MSC Adams, di alcune problematiche non lineari riguardanti il rotore dell’elicottero. Il lavoro segue un duplice percorso: l’analisi di sensibilità del software al problema trattato e l’analisi del sistema rotore in seguito all’applicazione di rigidezze di tipo non lineare. Nella parte iniziale della trattazione si analizzeranno modelli di tipo accademico per prendere dimestichezza col codice e mettere a punto una valida procedura di implementazione. Si procederà con l’analisi di un problema di flutter alare, a due gradi di libertà, con non linearità multiple e aerodinamica non-stazionaria. Si analizzerà quindi il sistema accoppiato flappeggio-passo per la singola pala del rotore al fine di valutare l’evoluzione nel tempo delle grandezze di interesse e i relativi limiti di instabilità statica e dinamica. Si studierà infine la risposta del sistema in seguito all’applicazione, attraverso rigidezze concentrate, di diverse non linearità e si confronteranno i risultati con quelli ottenuti tramite linearizzazione del modello attraverso il metodo delle funzioni descrittive. Nei capitoli conclusivi si procederà con l’implementazione di un modello di rotore, completo di catena di comando, con non linearità derivanti dal contatto tra corpi flessibili.