直升机高性能主减隔振系统分析与仿真研究

摘要

振动问题一直是困扰直升机设计者的难题，旋翼是直升机的主要振源，主减速器与机体之间的安装结构是旋翼振动载荷向机体传递的必经途径，采用先进高效的主减隔振系统，可以将旋翼振动与机体隔离开来。利用附加系统的振动来吸收和消耗有害振动的能量，能够有效地降低全机的振动水平。 本文从理论建模、数值仿真和试验等方面对一种采用橡胶弹性扭管的新型高性能主减隔振系统，即ETT-SRIB（Elastomeric-Torque-Tube SARIB）进行了研究。首先，基于粘弹力学理论推导了金属橡胶-扭管的双调和方程和位移解，建立了橡胶扭管DAVI单元扭转、径向和轴向的准静态刚度计算方法，并利用模态综合和传递矩阵法计算了隔振器的固有模态、动刚度以及传递率。获得了层合构型、几何尺寸、橡胶性能等对其静态刚度、动态刚度以及粘接面应力等的影响规律。 本文建立了隔振器与机身耦合的隔振特性仿真分析模型，对ETT-SARIB隔振系统方案进行了隔振器/机身耦合振动仿真计算，获得了驾驶员、仪表板、机体重心及尾桨等位置的振动传递率。研究了不同DAVI单元、不同橡胶扭管特性、不同调谐质量等对隔振特性的影响。研究表明，本文提出的ETT-SARIB隔振方案在1000Hz以内均有隔振效果，振动传递率T小于0.1；在旋翼一阶通过频率30%的带宽内振动传递率小于5%。 在试验研究方面，本文重点对橡胶-金属扭管单元的静态和动态刚度特性进行了测试，并与理论计算进行了对比，结果吻合良好，验证了本文方法的有效性。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、注释表

声明

第一章　绪论

第二章 DAVI主减隔振器机理模型与隔振性能对比

第三章 橡胶扭管式隔振单元分析

第四章 机体/隔振系统的动力学仿真分析

第五章 ETT 隔振元件试验分析

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

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