大阻尼隔振系统设计

随着空间技术的迅速发展,飞行器所处的振动、冲击、过载、噪声等动态环境条件更加复杂和恶劣。就振动环境而言,其频率范围之宽,加速度之大,足以使飞行器电子仪器设备内部产生破坏应力。该应力轻者将影响工作性能,缩短仪器寿命;重者还会引起严重故障,造成飞行器飞行失败。因此,为了提高飞行器的可靠性,必须对飞行器上电子仪器设备的振动进行控制,以满足飞行器振动环境的要求。振动控制是应用工程力学原理来减小飞行器电子仪器设备不希望产生的振动效应,从而     

结构阻尼减振系统设计

随着现代科学技术的不断发展,振动和噪声的控制日益成为一个迫切的问题。尤其是空间技术的迅速发展,飞行器系统的功率和速度都有极大地提高,在飞行器结构中,由于各阶振型有时会被同时激发,从而产生强烈地宽带随机振动和噪声。上面的电子仪器设备,常常因为这些宽带随机振动和噪声的作用,将会同时激发各阶振型,形成许多共振峰,产生多峰共振。这些共振往往能够引起很大的破坏应力,使结构产生预期之外的损坏,引起仪器设备的失灵,甚致造成飞行失败。为了解决在宽带随机振动和噪声环境下多自由度系统的结构多峰共振响应,应用我们以往在实际工程设计中所采用的大阻尼隔振系统设计技术,虽然尚能满足要求,但是它存在的严重缺点是不能忽视的。例如:体积大、笨重、散热性能差等。因此一种从增加结构阻尼着手,采用结构阻尼减振技术控制振动的方法便提到日程上来了。     

阻尼减振在空间电子设备中的应用

文内论述了振动阻尼技术在空间电子设备中的应用。重点介绍了阻尼减振的应用形式。诸如空间电子设备整机系统的阻尼减振形式、局部阻尼结构的设计处理形式、阻尼垫减振的应用形式以及阻尼处理与隔振综合设计的典型形式。还对一些试验数据进行了分析对比。     

突加不平衡激励碰摩转子反向涡动分析

建立了考虑叶片-机匣碰摩、挤压油膜阻尼的模型,推导了转子发生失稳的判别条件。从复非线性模态角度分析了突加不平衡激励下转子的动力特性,揭示转子反向涡动响应的形成过程及存在条件。通过参数分析获得转子发生反向涡动的敏感参数及其影响规律,并根据突加不平衡激励下转子反向涡动的响应特征分析某航空发动机叶片飞失故障。计算结果表明：转子能够发生反向涡动需要满足两个条件,其一,转子本身存在反进动模态失稳区;其二,冲击载荷使叶盘幅值达到反进动模态阻尼失稳点并进入反进动模态失稳区。实际航空发动机转子中具有因突加不平衡而发生反向涡动的风险,会造成支承结构破坏,严重威胁航空发动机的安全。增加转子阻尼、降低叶尖-机匣摩擦因数、降低静子叶片刚度、采用挤压油膜阻尼结构均有利于降低该风险。     

叶片飞失转子动力特性及支承结构安全性设计

针对航空发动机在叶片飞失极限载荷下的支点载荷控制问题,建立综合考虑冲击、惯性非对称、减速过临界等多种力学过程的支点动载荷响应分析方法;提出针对止推支点的缓冲阻尼支承结构安全性设计,该结构可以通过控制支承结构的刚度、阻尼参数,调整转子系统动力特性,降低转子临界转速。通过支点动载荷响应分析方法定量评估缓冲阻尼结构对降低支点动载荷的有效性。通过试验证明转子系统在冲击-减速过程中对支点载荷的影响因素。结果表明:叶片飞失所产生的冲击作用和减速过临界过程是威胁支承结构承载能力的主要因素。采用缓冲阻尼支承结构能够使叶片飞失下转子系统的支点动载荷降低至20%,是一种有效的支承结构安全性设计。     

惯性非对称转子系统动力特性及安全设计策略

本文旨在分析惯性非对称转子结构的动力特性,主要包含多频特性、稳定性,并针对转子的失稳提出相应的安全设计策略。建立惯性非对称转子模型及其动力学方程,通过Hill无穷行列式建立非对称转子模态特性分析方法,分析惯性非对称转子系统的模态频率、稳定性;计算减速过程中转子的响应特性,进行试验验证并提出惯性非对称转子系统的安全性设计策略。研究表明：惯性非对称转子系统在频率上具有多频特性和频率耦合现象。频率耦合对应的转速区内转子系统发生失稳。相比一般转子系统,惯性非对称转子系统的临界转速为一条临界转速频带,该频带与频率耦合转速区相对应,造成转子系统在临界转速附近响应放大,临界转速区扩张。针对不同工程问题,可以通过增加转子阻尼消除失稳区、降低转子系统刚度避开临界转速的安全设计策略。     

光滑时变约束转子动力特性分析

光滑时变约束是转静子碰摩所产生的一种力学效果，指静子与转子发生持续接触，静子对转子产生周期时变的约束作用，转子在该约束下的附加刚度曲线是一条光滑可导的函数。根据试验转子在光滑时变约束下的附加刚度曲线建立一种光滑时变约束模型，基于Hill行列式理论分析光滑时变约束转子的模态频率、稳定性及响应，为碰摩转子故障识别和稳定性分析提供一种分析途径。结果表明:光滑时变约束下转子具有频率耦合、多频、失稳特性。失稳转速区中，转子的幅值随时间逐渐增大，引起转子失稳的频率成分即为转子模态分析中特征值实部大于0的频率成分；非失稳转速区中，转子的频率成分主要为转速频率和波动频率构成的频率组合。      

柔性转子动力学特性及支承结构安全性设计

叶片飞失极限状态下,航空发动机转子系统承受冲击载荷和大不平衡载荷,载荷通过转子结构传递到支承结构,对支承结构造成严重损伤。从安全性的角度看,需要对航空发动机轴承-支承结构在极限载荷下的承载能力进行有效的定量评估。提出一种新型缓冲阻尼支承结构,通过对支点刚度突降和高阻尼设计,实现在止推轴承支点处大幅降低横向冲击载荷的影响。建立考虑支承结构刚度突变和阻尼特性的转子系统动力学方程,并计算突加不平衡激励下,转子系统支点动载荷分布的变化规律。结果表明:通过优化设计支点刚度和阻尼参数,缓冲阻尼支承结构,能够有效降低突加不平衡激励下止推滚珠轴承的支点动载荷,提高支承结构的安全性。     

空间电子设备阻尼减振设计

<正> 一、引言为了解决飞行器结构及其电子设备受宽频域随机振动和由它激发的多峰共振响应而产生的疲劳破坏与失效问题,进一步提高电子设备的控制精度和工作可靠性,必须对它们的振动和冲击等力学环境进行有效控制,同时还应该考虑到尽可能地减轻结构重量、缩小设备体积。应用振动阻尼技术,增加结构阻尼进行阻尼减振是解决这类问题的有效措施。我们知道,结构系统在激振力作用下的共振响应只能被其阻尼所制约,因此采用传统的橡胶减振器进行振动隔离,对谐振控制将不会有理想的效果,甚至有时还会引起相反作用。