桨叶是直升机旋翼升力系统的重要部件,其动态特性的稳定性直接影响到直升机的飞行品质。本文根据桨叶动态特性参数测量的动平衡试验过程,建立桨叶带复杂空气动力激扰的Duffing非线性挥舞运动方程,通过Melnikov方法分析了桨叶挥舞参数的稳定性和对环境参数的敏感性,并以仿真与试验加以验证。首先建立桨叶挥舞运动模型,把挥舞角按Taylor级数展开,推导出带3次非线性项、周期滑变阻尼和复杂周期激励的Duffing方程。采用Lyapunov稳定性理论研究了桨叶挥舞运动的稳定性;用Melnikov方法导出了由环境阵风引起的旋翼桨叶不稳定振动的阈值。用Melnikov方法分析了桨叶挥舞运动过程中气动刚度、气动阻尼、2倍周期不平衡空气动力激扰作用对系统稳定性的影响,研究了桨叶挥舞的稳定性和系统对环境参数的敏感性。最后通过Matlab彷真程序及现场动平衡试验对上述理论分析结果进行了验证,说明桨叶挥舞运动的Duffing型挥舞运动模型是合理的,也确定了桨叶特性参数校准过程的环境条件,为桨叶校准奠定了基础。