1、前言
四旋翼無人飛行器是一種結構緊湊、飛行方式獨特的垂直起降式飛行器, 因其起飛降落所依賴空間小, 及姿態保持能力強等優點, 在軍事和民用多個領域都有廣闊的應用前景。四旋翼飛行器採用四個旋翼作爲飛行的直接動力源，旋翼對稱分佈在機體的前後、左右四個方向，四個旋翼處於同一高度平面，且四個旋翼的結構和半徑都相同，旋翼1 和旋翼3 逆時針旋轉，旋翼2 和旋翼4 順時針旋轉，四個旋翼的設計對四旋翼無人飛行器的.最大載重和平衡性有着重要關係，由於我們無法直觀的用肉眼分析旋翼設計是否能夠滿足要求，所以筆者採用ANSYS 對一種四旋翼飛行器的螺旋槳進行設計及分析，由於ANSYS 三維建模效率低，因此採用SolidWorks 進行設計後，再導入ANSYS 進行相關分析和處理。
2、旋翼模型建立及調用
四旋翼飛行器螺旋槳主要是由SolidWorks 軟件建立三維模型。將模型體在SolidWorks 中另存爲X_T 格式，然後啓動ANSYS 軟件，在對話框中導入四旋翼飛行器旋翼模型X_T 文件。定義單元類型，採用三維實體單元，然後定義材料屬性，定義彈性模量爲 8.3 GPa，泊松比爲 0.28，密度爲 1180 kg/m3，接下來對旋翼模型進行網格劃分。再在模型上添加面1、面2 爲固定面。同時在xcomponent、y component、z component 三欄分別輸入0。在inertial中Rotation Velocity 欄中的magnitude 中輸入參數60，即角速度60rad/s。以螺旋槳中心孔的軸線爲旋轉軸。在後處理階段選擇solution 工具欄的stress 中的Equivalent, 以觀察等效應力。選擇solution 工具欄的strain 中的Equivalent, 以觀察等效應變。選擇solution 工具欄的Deformation 中的total, 以觀察總應變。
3、ANSYS 分析
結合四旋翼飛行器螺旋槳以60rad/s 轉動時的應力圖、應變圖及總的應變。我們可以看出螺旋槳螺旋槳的應力分佈，其中顏色有藍色到紅色逐漸增加。我們可以看出螺旋槳螺旋槳的應變分佈，其中顏色有藍色到紅色逐漸增加，應變可以看出與應力大致吻合。我們可以看出螺旋槳螺旋槳的總應變分佈，其中顏色有藍色到紅色逐漸增加。分析可以得出旋翼設計安全可靠。
4、結束語
本文以四旋翼飛行器螺旋槳爲研究對象，先用SolidWorks 軟件對四旋翼飛行器螺旋槳進行建模，然後將SolidWorks 模型導入ANSYS中進行螺旋槳的受力分析，最後得出四旋翼飛行器螺旋槳的所受的應力圖、應變圖及總的應變，爲螺旋槳的結構優化提供了必要的參數。
