顆粒阻尼的仿真與試驗研究.pdf

1、顆粒阻尼是一項振動被動控制新技術，主要由填充在結構空腔中的顆粒物質(zhì)通過碰撞和摩擦作用提供阻尼效應，從而達到抑制結構振動的目的。該技術具有結構簡單、成本低廉、效果顯著等優(yōu)點，且適用于高溫、腐蝕等惡劣環(huán)境。本文通過仿真和試驗手段，著重研究了顆粒阻尼的減振機理和減振效果，并對其在直升機槳葉上的應用進行了初步探索。 對顆粒阻尼的仿真以離散單元法（DEM）為基礎。本文利用DEM的基本原理和計算方法，編制了顆粒阻尼的Visual Basic

2、仿真程序，并應用該程序對一特定顆粒阻尼器的阻尼耗能特性進行了計算。計算結果的正確性經(jīng)試驗驗證后得到了肯定，說明本文所編制的DEM仿真程序是可靠的。 為了探索顆粒阻尼在直升機槳葉上的應用效果，本文分別對處于非旋轉狀態(tài)和旋轉狀態(tài)下的槳葉模型進行了試驗研究。針對非旋轉槳葉，通過對其進行頻響函數(shù)測試與處理，得到了槳葉各階阻尼比，并以此作為顆粒阻尼效果的衡量標準。試驗結果表明添加顆粒阻尼可使槳葉各階阻尼水平均得到明顯改善，且改善效果與外加

3、激振強度、顆粒阻尼安裝位置、顆粒填充率以及顆粒直徑等因素有密切關系。尤其在外加激勵強度較高時，顆粒體在槳葉內(nèi)部發(fā)生劇烈碰撞，可使槳葉的高階阻尼比提高一個數(shù)量級甚至更多。 借助直升機旋翼試驗臺可實現(xiàn)對旋轉槳葉模型的振動測量。為了說明顆粒阻尼對旋轉槳葉的減振效果，本文通過試驗手段將槳葉在不同轉速和不同顆粒阻尼安裝條件下的揮舞和擺振加速度響應進行了測試和對比。結果表明，處于旋轉狀態(tài)下的顆粒阻尼可以克服離心力作用，在一定程度上降低旋轉槳