直升機(jī)傳動(dòng)軸系結(jié)構(gòu)及動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、傳動(dòng)系統(tǒng)是直升機(jī)的重要組成部分，其振動(dòng)特性直接影響著整個(gè)直升機(jī)的性能。直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)日益向高效率、高速度、高精度、高承載能力方向發(fā)展，特別是傳動(dòng)軸系，在設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否安全以及結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)特性的影響，一般來講，即需要研究傳動(dòng)軸在工作中的強(qiáng)度安全以及動(dòng)力學(xué)特性，控制傳動(dòng)軸在工作中的振動(dòng)，保證直升機(jī)的安全性與可靠性。
　　膜片聯(lián)軸器是直升機(jī)尾傳動(dòng)軸系結(jié)構(gòu)中連接主-從動(dòng)軸的關(guān)鍵零部件，起傳遞扭矩作用，其剛度直接影響到直升機(jī)

2、傳動(dòng)軸系的振動(dòng)特性。本文首先基于Hertz接觸理論和GW接觸模型理論對(duì)膜片表面接觸剛度模型進(jìn)行了推導(dǎo)，獲得了其面-面接觸剛度模型;建立膜片聯(lián)軸器實(shí)體模型，并把面面接觸剛度模型計(jì)算結(jié)果引入考慮接觸的膜片組模型中，通過對(duì)比計(jì)算驗(yàn)證了考慮接觸的膜片組模型計(jì)算膜片聯(lián)軸器剛度的優(yōu)越性和準(zhǔn)確性，并利用此模型計(jì)算了直升機(jī)傳動(dòng)軸系使用的膜片聯(lián)軸器的剛度，為后文中對(duì)尾傳動(dòng)軸系的動(dòng)力學(xué)特性計(jì)算分析提供了基礎(chǔ)。
　　各傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選用關(guān)系到傳動(dòng)

3、軸的強(qiáng)度是否滿足在工作時(shí)的需要。本文基于材料學(xué)理論和第三強(qiáng)度理論，根據(jù)直升機(jī)尾傳動(dòng)軸系的結(jié)構(gòu)參數(shù)，建立了直升機(jī)傳動(dòng)軸系中的各傳動(dòng)軸三維實(shí)體模型;并結(jié)合有限元基本原理，建立專業(yè)的有限元模型，運(yùn)用有限元技術(shù)對(duì)各傳動(dòng)軸進(jìn)行了強(qiáng)度校核，確定了該直升機(jī)傳動(dòng)軸系各傳動(dòng)軸強(qiáng)度滿足要求。
　　由于保密性，不能直接對(duì)實(shí)際直升機(jī)尾傳動(dòng)軸系進(jìn)行實(shí)體搭建試驗(yàn)臺(tái)，因此在考慮傳動(dòng)系統(tǒng)中的共性部件傳動(dòng)軸、膜片聯(lián)軸器、支撐部件條件下，模擬建立了轉(zhuǎn)子-膜片聯(lián)軸器-

4、軸承支撐系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，利用少自由度有限元方法對(duì)其進(jìn)行數(shù)值分析，獲得該系統(tǒng)的靜態(tài)特性（固有頻率、靜態(tài)振動(dòng)特性等）和動(dòng)力學(xué)特性（臨界轉(zhuǎn)速、不平衡響應(yīng)等），為轉(zhuǎn)子-膜片聯(lián)軸器-軸承支撐系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)的建立及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證提供基礎(chǔ)，為直升機(jī)傳動(dòng)軸系的動(dòng)力學(xué)特性提供基礎(chǔ)特性研究。
　　直升機(jī)尾傳動(dòng)軸系的動(dòng)力學(xué)特性直接影響到直升機(jī)的運(yùn)行安全，因此研究其傳動(dòng)軸系的動(dòng)力學(xué)特性至關(guān)重要。通過多自由度有限元方法（借助Ansys軟件）和少自由度有限

5、元方法（劃分節(jié)點(diǎn)，編制轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)程序）對(duì)直升機(jī)前主傳動(dòng)軸進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析，獲得前主傳動(dòng)軸的固有頻率、模態(tài)振型以及臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算結(jié)果，并進(jìn)行了兩種計(jì)算方法結(jié)果的對(duì)比分析，確定了兩種方法的有效性和準(zhǔn)確性。然后分別利用這兩種方法仿真直升機(jī)尾傳動(dòng)軸系動(dòng)力學(xué)特性，直觀展現(xiàn)了直升機(jī)傳動(dòng)軸系設(shè)計(jì)和工作的可靠性，為直升機(jī)的傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)和動(dòng)力學(xué)特性預(yù)測(cè)提供了參考和依據(jù)。
　　最后搭建了轉(zhuǎn)子-膜片聯(lián)軸器-彈支系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，配備高精度電渦流位移傳感器和數(shù)