基于功率流法的直升机尾传动轴段振动传递特性研究

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直升机在国防武装、社会救援和物资运输等领域有着重要作用,传动系统作为直升机三大关键部件之一,其振动响应水平直接影响着传动系统的精度与使用安全,因此,研究传动系统的振动传递机理和如何控制振动噪声具有重要意义。本文针对直升机尾传动水平轴段进行振动特性研究,以振动功率流法作为评价手段,研究振动能量的传递形式和特性,为尾传动系统的振动抑制提供参考。本文的主要研究内容包括:(1)针对直升机尾传动水平轴段各子结构的连接特点,结合子结构分析方法和导纳功率流方法,考虑振动能量传递路径问题和不同形式下的功率流计算方式,推导建立轴子结构、联轴器子结构、轴承子结构和齿轮箱板子结构的四端参数矩阵,进而得到尾传动系统整体功率流传递特性,分析了径向力、弯矩和二者耦合激励对功率流的影响。(2)建立了尾传动水平轴段的三维模型及有限元分析模型,研究了其有限元模型中关键零部件的前处理方法;使用ANSYS Workbench软件对尾传动水平轴段进行模态分析和谐响应分析,结果表明:通过导纳功率流法和有限元计算的得到的固有频率误差总体不超过10%,验证了导纳法结果的可靠性;提取有限元仿真结果,为后续功率流振动特性研究提供数据支撑。(3)基于有限元功率流法理论和动力学仿真结果,绘制尾传动水平轴段中板壳结构和轴结构的功率流传递路径矢量图,直观地体现了功率流在实体结构中的大小和流向特性,并设计相关实验加以验证;以整个接合面的功率流表征抽象子结构连接点处的功率流,研究功率流在子结构接合面处的衰减情况;分析多种激励下的水平轴段的功率流传递特性,识别主要振动传递路径;对比分析不同子结构系统参数对系统输出功率流的影响,为结构振动抑制提供参考。
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