【摘要】：傳統(tǒng)的直升機尾傳動軸系的研究主要是以線性理論為主。然而,受到中間膜片聯軸器連接方式、粘性阻尼器支承剛度等方面的影響,尾傳動軸系在激勵幅值較大時會逐漸呈現非線性的動力學特征,需要對尾傳動軸系中存在的非線性進行研究。本文針對尾傳動軸系開展線性和非線性模態(tài)試驗,提出了基于標準模態(tài)試驗數據識別尾傳動軸系非線性模態(tài)參數的方法,結合有限元仿真以及模型修正技術,準確的識別出尾傳動軸系存在的非線性,為進一步精確研究直升機尾傳動軸系的動力學特性奠定了基礎。論文的研究,對直升機的動力學設計具有重要的理論意義和重要的工程實用價值。本文的主要研究內容如下:(1)提出了基于頻響函數識別直升機尾傳動軸系非線性模態(tài)的方法,并通過仿真測試來定性和定量地驗證非線性模態(tài)測試方法的準確性,最終將非線性模態(tài)測試方法應用于尾傳動軸系的非線性模態(tài)參數識別。(2)按照從部件到整體的思路,先后對尾傳動單根軸、連接后的尾傳動軸系、阻尼器支承狀態(tài)下的尾傳動軸系開展低激勵水平下的線性模態(tài)試驗,并分別建立起尾傳動軸系的有限元實體模型和簡化模型�；谀B(tài)試驗數據,驗證了實體模型的精確性,同時對簡化模型的相關參數進行修正,得到了在不同狀態(tài)下準確的尾傳動軸系簡化模型。(3)在自由—自由狀態(tài)下對尾傳動軸系開展不同激勵幅值下的非線性模態(tài)試驗,分別沿水平和豎直方向激勵軸系,識別出尾傳動軸系連接處的非線性模態(tài)參數。在此基礎上,結合建立的自由—自由狀態(tài)下的尾傳動軸系簡化模型,識別出尾傳動軸系連接處的非線性剛度參數。(4)在支承狀態(tài)下對尾傳動軸系開展不同激勵幅值下的非線性模態(tài)試驗,分別沿水平和豎直方向激勵軸系,識別出尾傳動軸系支承處的非線性模態(tài)參數。在此基礎上,結合建立的支承狀態(tài)下的尾傳動軸系簡化模型,進一步識別出其支承處的非線性剛度參數。
【圖文】：

基于頻響函數的某直升機尾傳動軸系非線性模態(tài)分析感器，會耗時耗力，且不方便。（2）即時分析，激光測量掃描所有的測點，可以在很完成，數據采集分析系統(tǒng)就可以對采集到的激勵力、速度響應數據進行分析，得到所速度頻響函數，進一步識別軸系的線性模態(tài)參數，如結構的模態(tài)頻率、阻尼比和振型

基于頻響函數的某直升機尾傳動軸系非線性模態(tài)分析進行網格劃分。網格劃分是有限元計算準確的前提，如果網格劃分的很，但是會消耗大量的時間，以及當網格達到一定精度，有限元的計算結網格劃分的很粗，計算的結果就不那么準確。因此有必要根據實際幾何行不同的網格劃分。這里使用了兩種網格劃分尺寸：對軸身使用的 10m性阻尼器和花鍵接頭的一端使用 4mm 的四面體網格。劃分網格并賦予限元模型如圖 3. 2 所示。圖 3. 2 單根尾傳動軸的有限元模型，，不添加約束，通過有限元計算得到 1000Hz 以內的固有頻率和模態(tài)振型扭轉模態(tài)以及重模態(tài)，得到與模態(tài)試驗相對應的 5 階頻率和振型，如圖態(tài)試驗的 3-5 階的彎曲振型是軸的周向波動引起的。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V275.1

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本文編號：2675145