聚焦式液弹隔振系统的传递特性分析

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1、第47卷第2期2015年4月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics＆AstronauticsV01．47No．2Apr．2015聚焦式液弹隔振系统的传递特性分析雷少保张勇王华明(南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室，南京，210016)摘要：为降低机身振动水平，提出了一种能够高效隔离旋翼振动裁荷的聚焦式液弹隔振系统。通过对液弹隔振器和聚焦式隔振系统进行建模，分析了聚焦式液弹隔振系统的传递特性。通过建模计算，讨论了阻尼、安装角及惯性液体质量对隔振效率的影响。关键词：直升机；液弹隔振器；聚焦式隔

2、振；传递特性中图分类号：V214．3文献标志码：A文章编号：1005—2615(2015)02—0275—04TransmissionCharacteristicsofFoeulFluidElastomerVibrationIsolationSystemLeiShaobao，ZhangYong，WangHuaming(NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonRotorcraftAeromechanics，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210

3、016，China)Abstract：Toreducethevibrationlevelofthefuselage，thefoculfluidelastomervibrationisolationsys—tem，whichcaneffectivelyisolatethevibrationloadfromtherotor，isputforward．Bymodelingthefluidelastomervibrationisolatorandthefoculvibrationisolationsystem，thedynamiccharacteristicsofthe

4、foculfluidelastomervibrationisolationsystemareanalyzed．Theinfluencesofdamping，installationan—gleandtunningfluidmassontransmissibilityarediscussed．Keywords：helicopter；fluidelastomervibrationisolator；foculvibrationisolationsystem；transmissioncharacteristics旋翼是直升机的主要振源，其载荷通过主减速器传到机身，使机体

5、产生较强的振动响应。如果在主减速器与机体之间安装高效的隔振系统，就能隔断振动传递路径，降低全机振动水平[1{]。但是，旋翼产生的主要是几十赫兹的低频振动载荷，按照常规方法设计的隔振系统刚度太低，在旋翼拉力作用下，主减速器与机身之间将产生较大的位移，使机械式操纵系统失效，这无疑会影响到直升机的使用安全。因此，国外针对直升机采取了节点梁隔振、聚焦隔振等特殊的设计措施[3‘4]。由于液弹隔振器具有刚度大、隔离单方向振动的效率高、使用维护方便等优点，文中提出了一种能够高效隔离旋翼振动载荷的聚焦式液弹隔振系统，通过对液弹隔振器和聚焦式隔振系统进行建模，分析了聚焦式液弹隔振

6、系统的传递特性。1聚焦式液弹隔振系统建模1．1液弹隔振器液弹隔振器采用流体作为惯性元件、橡胶作为弹性元件，在隔振频率下可以达到很高的隔振效率。液弹隔振器的原理和力学模型见图1[5。6]，图中k。为隔振器橡胶元件刚度，k。为体积补偿刚度，m为惯性液体质量，z。为惯性液体质量相对管壁位移，z。为上液腔位移，z。为下液腔位移，za为活塞相对上液腔位移，A，，P。和A：，Pz分别为收稿日期：2015-01—15；修订日期：2015—02—15通信作者：王华明，男，教授，E-mail：hm—wang@nuaa．edu．cn。本文已收编于2014年全国直升机年会内部交流论文

7、集。276南京航空航天大学学报第47卷上下液腔内壁截面积和液体压力，，。，，。分别为上下液腔所受力。上液腔连接振源，下液腔连接被隔振物体‘7

8、。体积补偿装置上液腔内筒橡胶元件调频通道下液腔(a)原理图(b)力学模型图1液弹隔振器Fig．1Fluidelastomervibrationisolator1．2聚焦式液弹隔振系统聚焦式隔振系统通过4根刚性撑杆将主减速器连接到机身上，撑杆的轴线汇聚于一点，形成刚体运动的“瞬心”，使主减速器能够绕瞬心进行俯仰和滚转方向的转动，由于撑杆轴向刚度很高，因此主减速器与机身之间的线位移很小，再通过减速器底部的弹性基座，使旋翼、减速

9、器和安装系统在俯仰和滚转