一种新型球铰轴承试验机的力学分析

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1、硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目一种新型球铰轴承试验机的力学分析作者姓名刘翔学科专业力学指导教师常福清教授2015年5月中图分类号：TH133.3学校代码：10216UDC：621密级：公开工学硕士学位论文一种新型球铰轴承试验机的力学分析硕士研究生：刘翔导师：常福清教授申请学位：工学硕士学科专业：力学所在单位：建筑工程与力学学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMechanicsMECHANICSANALYSISOFANOVELSPHERICALPLAINBEARINGTESTERbyLiuXiangSu

2、pervisor:ProfessorChangFuqingYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《一种新型球铰轴承试验机的力学分析》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《一种新型球铰轴承试验机的力学分析》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下

3、完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要新型直升机自动倾斜器球铰轴承综合疲劳试验机是参照真实自动倾斜器的工作原理而设计出的一种内外嵌套式机构，它的设计研制不仅是为了探寻一种结

4、构紧凑、性能高效的直升机用球铰轴承试验机，更是为了给自动倾斜器及球铰轴承受力分析提供一种独立有效模型。本文主要是针对试验机部件参数、力学性能等展开的研究。首先对比试验机和直升机自动倾斜器的工作原理、结构组成，确定试验机可以正确模拟自动倾斜器球铰轴承的两种运动模式和变距拉杆运动特性。然后对试验机的关键部件变距拉杆进行了位置分析，建立其杆长矢量和长度方程组。对一种铰链力矩简便算法进行了推论整理，借助空气动力学相关公式，计算出某国产直升机前进比0.2定常飞行状态下的变距拉杆载荷变化情况，由此确定试验机变距拉杆所要模拟的力学特性。使用ABAQUS软件对试验机除内环旋转机构以外的装配

5、体进行了不同姿态下的前10阶模态仿真，获得模型固有频率及振型等相关信息，验证内环机构转速的选取是否合理，并依据振型为试验机结构优化提出建议。最后，利用ABAQUS软件的多体系统分析功能对试验机进行了动力学仿真，模拟了试验机上平台摆动和固定倾斜状态下的内环旋转两种运动模式，探究球铰轴承内外圈上应力的变化历程，以此评估试验机的力学性能。本文通过对试验机的相关力学研究得出部件相关参数，并为机构的进一步优化改进提供了重要的参考数据。关键词：球铰轴承试验机；位置分析；桨叶铰链力矩；ABAQUS；模态仿真；多体系统动力学分析-I-AbstractThenew-typecomprehen

6、sivefatiguetesterofself-lubricatingsphericalplainbearingofthehelicopterswashplateisanovelinnerandouterringnestedmechanismreferringtotherealswashplateoperatingprinciple.Itsdesignmentwillnotonlydevelopanew-typesphericalplainbearingfatiguetestingmachinewithcompactstructureandexcellentperforma

7、nce,butalsoprovideausefulmodelforanalyzingthemechanicalpropertiesofswashplatesandsphericalplainbearings.Thetester’scomponentsparametersandrelatedmechanicalpropertiesaremainlystudiedinthisthesis.Firstly,theworkingprinciplesandstructuralcompositionsofthetesteran