粘弹性减振器对直升机传动轴系动力学特性影响的研究

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1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringResearchontheEffectsofViscoelasticDampertotheDynamicsofHelicopterDriveShaftSystemAThesisinMechanicalEngineeringbyWangXilongAdvisedbyProf.ZhuRupengSubmittedinPartialFulfillmentoftheReq

2、uirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2012承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要减振降噪是直升机

3、传动轴系的重要研究内容之一。含硅油的粘弹性减振器以其结构简单、性能稳定等特点，在直升机传动轴系中具有重要应用前景。因此，本文就粘弹性减振器的材料、刚度、阻尼及其对直升机传动轴系动力学特性的影响进行了研究。本文首先根据直升机传动轴系减振支承的结构研究其工作原理，选择了适合含硅油的粘弹性减振器的材料：外层是聚氨酯橡胶环，内部充满二甲基硅油。其次，根据粘弹性减振器的结构，建立了减振器刚度和阻尼模型。通过橡胶套筒的径向刚度公式分析了主要尺寸参数对橡胶刚度影响，由硅油的正割体积模量建立了硅油环的刚度模型，通过液体的内摩擦定律研究了硅油环的阻尼特性。分析了主要的尺寸参数和材料物理参

4、数对减振器总刚度的影响。为了提高减振器的使用寿命和橡胶的弹性特征，对橡胶进行硫化处理将损耗因子降到最低。因此粘弹性减振主要由橡胶和硅油提供弹性，硅油提供粘性。最后，以Bernoulli-Euler梁为基础，考虑轴的转动惯量、剪切变形和陀螺力矩建立了直升机传动轴的自由振动微分方程，根据梁的弯矩和剪力公式推导了轴的传递矩阵。该模型计算准确，适用于单轴的动力学分析。通过传递矩阵法研究了粘弹性减振器刚度、阻尼和分布情况对超临界直升机水平传动轴系的临界转速、稳态不平衡响应和瞬态响应的影响。结果表明，粘弹性减振器减小了水平传动轴系一阶临界转速，降低了轴系中各元件的一阶共振峰值。因此

5、，减振器不仅提高了传动轴系的安全裕度，还减小了轴系的一阶共振时的横向位移。关键词：粘弹性减振器；直升机传动轴；刚度；动力学；传递矩阵法I粘弹性减振器对直升机传动轴系动力学特性的影响研究AbstractVibrationandnoisereductionisoneoftheimportantresearchesinthehelicopterdriveshaftsystem.Viscoelasticdamperwithsiliconfluidshasanimportantapplicationinhelicopterdriveshaftsystemwiththesimple

6、structureandstableperformance,etc.Therefore,thedamper’smaterial,stiffness,dampingandeffectstothedynamicsofhelicopterdriveshaftsystemwerestudiedinthispaper.Firstly,theviscoelasticdamper’sworkingprinciplewasstudiedaccordingtothestructureofthehelicopterdriveshaftsystem’sdampingsupport.Feasi

7、blematerialwaschosefortheviscoelasticdamperwithsiliconfluids.Outerwaspolyurethanerubberring,filledwithdimethylsiliconfluidsinside.Secondly,basedonthestructureoftheviscoelasticdamper,thestiffnessanddampingmodelwasbuiltforthedamper.Theeffectsofthedimensionalparameterstother