某型尾旋翼轴承试验机研制及摆动系统动态分析

摘要

自润滑杆端关节轴承是直升机尾旋翼系统的关键零件，其失效将会导致灾难性事故。由于影响该轴承失效的因素较多，在其设计定型阶段仅通过单个轴承的疲劳试验等尚不能准确评价出全部轴承的精度、寿命、可靠性等性能参数，因而需要尽可能模拟出轴承在各种工况下的状态，以便测试整套轴承，这对保障尾旋翼系统的安全运行具有现实、迫切和重要的意义。因此，本文针对某型号尾旋翼系统的四对杆端自润滑关节轴承设计了一台尾旋翼配套组合轴承综合服役寿命试验机。
　　根据实际需求，确定了试验机具体功能及相关参数。通过功能分析法，将其分为摆动系统、加载系统、变距系统和测控系统并完成了相应的方案设计。优化设计了摆动系统中的曲轴和高频摆动轴等组件，实际进行曲轴动平衡检测，达到G2.5级，满足使用要求。
　　通过ADAMS软件建立摆动系统刚柔耦合的动力学模型，得出工作时摆杆的载荷谱，由瞬态分析获得应力随时间变化的曲线关系，从而确定摆杆的疲劳危险位置，再结合S-N曲线和疲劳损伤累积理论，最终得出满足精度和疲劳寿命的最小摆杆直径。
　　通过ANSYS软件对摆动系统及其箱体进行了模态分析，研究摆动系统在承受载荷情况下的动态特性，得到前几阶的固有频率和振型；分析动态特性对于摆动精度的影响，保证了系统的抗振性。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2关节轴承试验机国内外研究现状

1.3 疲劳失效分析研究现状

1.4 机械结构动态特性研究现状

1.5 课题来源和研究意义

1.6主要研究内容

第2章 尾旋翼关节轴承试验机总体方案

2.1 设计要求

2.2 总体方案设计

2.3试验机各系统方案设计

2.4 本章小结

第3章 摆动系统结构设计

3.1 高频摆动组件设计

3.2曲轴组件设计

3.3 箱体设计

3.4 电机选择

3.5 本章小结

第4章 摆动系统精度及摆杆疲劳分析

4.1多柔体系统动力学理论

4.2 摆动系统模型的建立

4.3摆动系统刚柔耦合系统动力学模型

4.4 疲劳分析

4.5 本章小结

第5章 摆动系统模态分析

5.1 模态分析概述

5.2摆动箱体模态分析

5.3 摆动系统整体有预应力模态分析

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间承担的科研任务与主要成果

致谢