小型油动植保无人直升机在航空作业过程中由于主要受到来自发动机的动力载荷激励,导致机身结构及相连施药关键部件喷杆结构产生振动响应,强烈的振动甚至会影响无人直升机的飞行姿态同时降低雾量分布均匀性,因此本文围绕发动机振动引起机架振动这一问题展开研究,分析得出了发动机的激励频率对整机振动的影响程度,从而找到引起机架振动的原因,在此基础上提出了解决机架振动问题的方案。本文主要采用有限元仿真分析与试验相结合的方法,针对机架有限元模型展开静力学分析、模态分析、模态试验及谐响应分析,对机架的动态特性有了深入系统的了解,找到了引起机架振动的原因,为解决小型油动植保无人直升机机架的振动问题提供了重要的依据,具有一定的理论意义和重要的实用价值。论文的主要研究内容及相关结论如下:(1)从理论上分析了结构动力学中振动特性研究的基本思路,结合小型油动植保无人直升机机架结构的构型特点,确立了机架结构振动特性的研究设计方法及实施方案。(2)分析研究了油动无人直升机系统组成及机架组成,基于ANSYS有限元分析平台,采用高阶单元进行机架结构离散,建立了一种切实有效的高质量机架有限元模型,开展机架模型在药箱、油箱满载作用下的线性静力分析,结果表明油箱支撑板与机架侧板连接点处应力值最大为15.248MPa,同时该处应变值最大,变形最大,建议在无人机设计时应注意满足药箱、油箱支撑板所需的强度和刚度,在此基础上尽量减少其质量,实现无人直升机的轻量化设计。(3)针对机架有限元模型进行自由模态分析,采用ANSYS Workbench程序自动控制类型模态求解器求解15~180Hz内固有频率,并提取前6阶非刚体模态振型云图,采用单点敲击、多点采集的模态测试技术提取机架结构实体的模态信息,通过模态相关性计算对比了数值模态与试验模态的相似度,结果显示试验模态与数值模态的模态频率差均小于10%,满足工程要求,振型的模态置信准则都大于0.8,符合工程参考要求,根据模态信息相关性准则判断,该机架结构有限元模型具有工程应用参考价值,最终获得可靠的机架有限元模型以及机架振动特性。(4)基于ANSYS有限元分析平台,采用模态叠加法对机架模型进行发动机简谐载荷激励下的谐响应分析,获得了喷杆连接点的振动谱,依据谐响应计算结果,对两喷杆连接点处振动影响最大的发动机激励频率为31Hz,通过模态分析可知31Hz为机架固有频率,因此可以确定由发动机受力不平衡导致机架振动的问题主要是由于31Hz左右的激励频率引起的。(5)依据模态分析与谐响应分析的结果,针对机架的振动提出两种解决方案:第一种是通过调节传动装置的传动比,令旋翼工作转速所需发动机转速避开共振频率对应转速,使得发动机的激励频率避开机架的固有频率;第二种是通过对机架结构的优化设计或者喷杆连接点处起落架的局部改变,使得喷杆连接点或机架整体固有频率避开发动机激励频率,以减少喷杆的振动,避免机架共振现象的发生。