直升机尾传动轴系动力学特性研究

发布时间：2017-10-27 15:14

  本文关键词：直升机尾传动轴系动力学特性研究

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【摘要】：尾传动轴系是直升机传动系统的重要组成部分,一般由膜片联轴器和多段薄壁细长转轴耦合联接而成。在工作中,尾传动轴系承受着各种不同的内外部激励力;同时,由于膜片联轴器的存在,使尾传动轴系动力学问题更为复杂。因此,有必要对直升机尾传动轴系的动力学特性进行深入研究分析,以全面精确地揭示尾传动轴系的振动特性,为直升机尾传动轴系动力学设计及故障诊断提供必要的理论支撑。本文首先采用从部件到系统的分层次分析方法,分别建立了薄壁细长转轴、膜片联轴器等关键部件的扭转振动、弯曲振动和弯扭耦合振动的动力学模型;根据尾传动轴系的结构组成,对各个部件进行模型匹配及系统集成,推导建立了尾传动轴系整体的扭转振动、弯曲振动及弯扭耦合动力学微分方程。其次,基于有限元思想建立了尾传动轴系离散化动力学模型,并在此基础上对尾传动轴系固有特性进行计算分析。计算得到尾传动轴系扭转振动临界转速及相应振型;得到在考虑陀螺力矩作用下,尾传动轴系弯曲振动及弯扭耦合振动的Campbell图、临界转速及相应振型;同时,计算得到了膜片联轴器及轴承各动力学参数对尾传动轴系的扭转振动、弯曲振动及弯扭耦合振动的影响规律。最后,在直升机尾传动轴系有限元模型及固有特性计算分析的基础上,应用Newmark-β数值积分法,分别对尾传动轴系的扭转振动、弯曲振动及弯扭耦合振动在不平衡量作用下的动力学响应特性进行数值计算分析,得到轴系不平衡响应的时域图、频谱图、轴心轨迹与幅频特性曲线;重点研究了轴系弯扭耦合振动的非线性特性,分析了不平衡量(偏心距)大小、轴系转速对不平衡响应的影响。
【关键词】：尾传动轴系 动力学模型 固有特性 不平衡响应特性 数值计算
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V275.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 研究目的及意义10-11
• 1.2 直升机尾传动轴系研究现状及分析11-17
• 1.2.1 尾传动轴系扭转振动研究现状及分析12-13
• 1.2.2 尾传动轴系弯曲振动研究现状及分析13-14
• 1.2.3 尾传动轴系弯扭耦合振动研究现状及分析14-17
• 1.3 本文主要研究内容17-19
• 第2章 直升机尾传动轴系动力学建模19-43
• 2.1 引言19-20
• 2.2 薄壁细长转轴动力学建模分析20-31
• 2.2.1 薄壁细长转轴扭转振动动力学模型20-23
• 2.2.2 薄壁细长转轴弯曲振动动力学模型23-28
• 2.2.3 薄壁细长转轴弯扭耦合振动动力学模型28-31
• 2.3 膜片联轴器动力学建模分析31-37
• 2.3.1 膜片联轴器主要结构形式及特点31-33
• 2.3.2 膜片联轴器动力学建模分析33-34
• 2.3.3 膜片联轴器动力学参数计算34-37
• 2.4 尾传动轴系动力学微分方程37-42
• 2.4.1 尾传动轴系扭转振动动力学微分方程38-39
• 2.4.2 尾传动轴系弯曲振动动力学微分方程39-40
• 2.4.3 尾传动轴系弯扭耦合振动动力学微分方程40-42
• 2.5 本章小结42-43
• 第3章 直升机尾传动轴系固有特性计算分析43-55
• 3.1 引言43
• 3.2 尾传动轴系有限元模型及固有特性求解方法43-46
• 3.2.1 尾传动轴系有限元模型43-44
• 3.2.2 尾传动轴系固有特性求解方法44-46
• 3.3 尾传动轴系扭转振动固有特性分析46-48
• 3.4 尾传动轴系弯曲振动固有特性分析48-53
• 3.4.1 轴承支撑对轴系弯曲振动固有特征的影响50-51
• 3.4.2 膜片联轴器对轴系弯曲振动固有特征的影响51-53
• 3.5 尾传动轴系弯扭耦合振动固有特性分析53-54
• 3.6 本章小结54-55
• 第4章 直升机尾传动轴系动力学响应特性计算分析55-81
• 4.1 引言55
• 4.2 传动轴系动力学响应求解方法55-59
• 4.2.1 传动轴系动力学响应问题55
• 4.2.2 传动轴系动力学响应求解方法55-59
• 4.3 尾传动轴系扭转振动响应特性分析59-61
• 4.3.1 尾传动轴系扭转振动不平衡响应59-60
• 4.3.2 尾传动轴系扭转振动不平衡响应计算及分析60-61
• 4.4 尾传动轴系弯曲振动响应特性分析61-64
• 4.4.1 尾传动轴系弯曲振动不平衡响应61-62
• 4.4.2 尾传动轴系弯曲振动不平衡响应计算及分析62-64
• 4.5 尾传动轴系弯扭耦合振动响应特性分析64-80
• 4.5.1 弯扭耦合振动动力学模型及频率特征分析64-67
• 4.5.2 不平衡量大小对弯扭耦合振动响应的影响67-76
• 4.5.3 转速对弯扭耦合振动响应的影响76-80
• 4.6 本章小结80-81
• 结论81-83
• 参考文献83-88
• 附录1 薄壁细长转轴弯扭耦合振动各单元动力学矩阵88-93
• 附录2 尾传动轴系扭转振动动力学矩阵93-94
• 攻读学位期间公开发表论文94-95
• 致谢95-96
• 作者简介96

【参考文献】

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本文编号：1104039