智能彈簧減振系統(tǒng)設計方法及其在傳動軸系中的應用研究.pdf

1、本文針對采用超臨界設計方案的直升機尾傳動軸系跨越臨界轉速區(qū)時振幅過大，以及直升機機動飛行時尾傳動軸系運動軌跡中心發(fā)生偏移且運動軌跡大小發(fā)生變化等問題，開展智能彈簧減振系統(tǒng)設計方法及其在傳動軸系中的應用研究。研究智能彈簧減振系統(tǒng)動力學響應的分析方法，探討智能彈簧減振系統(tǒng)的動態(tài)特性、減振性能及其與系統(tǒng)參數之間的關聯(lián)規(guī)律，建立具有智能彈簧支承的多支點傳動軸系振動分析方法，為智能彈簧減振系統(tǒng)的分析與設計、多支點傳動軸系的振動控制提供理論與方法。

2、論文的主要研究工作如下：
　　1)針對智能彈簧減振系統(tǒng)的動力學響應分析問題，推導了智能彈簧減振系統(tǒng)的分段解析解，以相對速度等于0作為切換條件將各段解銜接起來獲得系統(tǒng)的完整響應，可以用于系統(tǒng)的精確動力學行為分析，突破了以往研究中未考慮干摩擦振子自由度的不足；基于等效線性化方法，獲得了智能彈簧減振系統(tǒng)的近似解析解，可快速進行智能彈簧減振系統(tǒng)的頻響特性分析；提出了智能彈簧減振系統(tǒng)的數值仿真計算流程，可以用于智能彈簧減振系統(tǒng)的復雜工況分析

3、，從而建立了智能彈簧減振系統(tǒng)動力學響應的分析體系。
　　2)針對智能彈簧減振系統(tǒng)的減振性能分析問題，分析了單級智能彈簧減振系統(tǒng)的無滑動邊界頻率參數及其隨系統(tǒng)參數的演變規(guī)律，剖析了單級智能彈簧減振系統(tǒng)幅頻特性和減振性能的特點以及系統(tǒng)參數對二者的影響規(guī)律；分析了基礎柔性對智能彈簧減振系統(tǒng)減振性能的影響，討論了兩級智能彈簧減振系統(tǒng)的減振性能及其與系統(tǒng)參數之間的關聯(lián)關系；提出了一種結構緊湊且間隙調整方便的智能彈簧減振裝置結構，通過試驗驗證

4、了部分理論研究成果。
　　3)針對智能彈簧減振系統(tǒng)參數的設計問題，提出了一種基于幅頻特性曲線簇公共點的系統(tǒng)參數設計方法和一種以完全結合時系統(tǒng)的減振性能最優(yōu)為目標的優(yōu)化設計方法，前者可實現以最優(yōu)控制力最小或輔助系統(tǒng)質量最輕為目標，為智能彈簧減振系統(tǒng)參數的設計提供了參考。
　　4)針對智能彈簧支承傳動軸系的減振問題，通過比較Rayleigh傳動軸模型和Timoshenko傳動軸模型的臨界轉速、穩(wěn)態(tài)不平衡響應和跨臨界瞬態(tài)響應的分析

5、結果，選擇了適合智能彈簧支承傳動軸系動力學分析的傳動軸模型；建立了智能彈簧支承傳動軸系的動力學模型，分析了智能彈簧支承傳動軸系的減振性能，探討了輔助支承參數對減振性能的影響；推導了智能彈簧支承完全結合力的計算公式，討論了輔助支承參數對完全結合力的影響；研究了智能彈簧支承參數的優(yōu)化設計方法；分析了多支點傳動軸系中智能彈簧支承的安裝位置與數量對減振性能的影響規(guī)律，為多支點傳動軸系中智能彈簧支承的配置提供了參考和依據；提出了一種智能彈簧支承結