基于液弹吸振器的旋翼桨叶摆振载荷抑制研究

发布时间：2017-06-07 17:20

  本文关键词：基于液弹吸振器的旋翼桨叶摆振载荷抑制研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：采用摆振柔软旋翼的直升机在某些状态下容易发生“地面共振”和“空中共振”,为了保证直升机的安全,需要在旋翼桨叶根部和机体起落架上安装阻尼器。摆振刚硬旋翼的一阶摆振固有频率大于1/rev,使直升机有效地避免了以上风险,但同时也会带来低阶交变载荷过大的问题。为降低摆振刚硬旋翼摆振方向的低阶载荷,本文通过在旋翼桨叶尖部嵌入液弹吸振器,利用Lagrange方程建立了旋翼桨叶/液弹吸振器的耦合动力学模型,研究了液弹吸振器对旋翼桨叶低阶摆振弯曲载荷的抑制效果,以及吸振器结构参数对载荷抑制效果的影响,并与弹性吸振器作了对比分析。在理论研究的基础上,进行了液弹吸振器的设计。为了验证嵌入式弦向吸振器抑制旋翼摆振方向载荷的可行性,设计了一套模型试验系统,该试验系统包括旋翼系统、吸振器系统、驱动系统和数据采集系统等。调节模型桨叶根部弹性片的厚度可改变其摆振固有频率,进而达到桨叶摆振刚硬的设计要求;吸振采用质量/弹簧系统,通过调节弹簧参数可改变吸振频率;通过在桨叶尖部施加旋转偏心质量块产生激振力,调节其旋转速度可改变激振频率。根据试验要求确定了各试验仪器和试验件的参数,并对试验件进行了强度校核。最后通过对旋翼桨叶的动力学特性分析,确定了旋翼系统结构参数设计的可行性。
【关键词】：旋翼 桨叶 摆振刚硬 载荷抑制 液弹吸振器 试验设计 强度校核
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V275.1;TB535
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注释表11-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 引言13-16
• 1.2 国内外研究现状16-21
• 1.3 本文的主要研究工作21-23
• 第二章 嵌入式弦向吸振器的动态特性分析23-40
• 2.1 引言23
• 2.2 嵌入式弦向弹性吸振器动态特性分析23-30
• 2.2.1 旋翼桨叶/弹性吸振器耦合动力学模型23-24
• 2.2.2 旋翼桨叶系统运动微分方程的建立24-27
• 2.2.3 算例的响应分析27-30
• 2.3 嵌入式弦向液弹吸振器动态特性分析30-38
• 2.3.1 旋翼桨叶/液弹吸振器耦合动力学模型30-31
• 2.3.2 耦合运动微分方程的建立31-33
• 2.3.3 算例的响应分析以及结构参数影响33-38
• 2.4 本章小结38-40
• 第三章 嵌入式弦向液弹吸振器的设计40-50
• 3.1 引言40
• 3.2 结构方案的选择40-41
• 3.2.1 结构方案的考虑因素40-41
• 3.2.2 结构方案的确定41
• 3.3 参数设计方法41-44
• 3.4 主要尺寸计算44-49
• 3.4.1 初始数据44
• 3.4.2 刚度的计算44
• 3.4.3 橡胶的选择及厚度的计算44-47
• 3.4.4 惯性通道长度的计算47
• 3.4.5 主质量块材料的选择47-48
• 3.4.6 液弹吸振器的装配及安装48-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第四章 试验方案的设计50-70
• 4.1 引言50
• 4.2 试验方案设计50-58
• 4.2.1 旋翼桨叶模型51-52
• 4.2.2 激振器52-53
• 4.2.3 吸振器53-56
• 4.2.4 驱动系统56
• 4.2.5 数据采集系统56-58
• 4.3 强度校核58-66
• 4.3.1 旋翼需用功率和离心力58-60
• 4.3.2 键的强度校核60-61
• 4.3.3 弹性片的强度校核61-62
• 4.3.4 桨叶的强度校核62-63
• 4.3.5 螺栓校核63-65
• 4.3.6 吸振器的强度校核65-66
• 4.4 动力学分析66-69
• 4.5 本章小结69-70
• 第五章 总结与展望70-72
• 5.1 工作总结70-71
• 5.2 研究展望71-72
• 参考文献72-75
• 致谢75-76
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文76-77
• 附录77-88

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