某直升机传动系统上机匣疲劳试验技术研究

论文摘要

上机匣为直升机传动系统中的关键零件,其可靠性关系到直升机的安全飞行,它的失效将对直升机造成极其严重的后果。在实际飞行状态中,上机匣需承受来自旋翼轴的轴向力、弯矩、剪切力和助力器载荷等多种载荷。根据型号规范的要求,必须对此类零件进行疲劳鉴定。由于较难模拟实际零件的安装边界条件,同时无法考虑材料及加工工艺等外在因素对零件寿命的影响,仅采用理论计算及分析难以较准确得到零件的使用寿命。上机匣疲劳定寿技术从理论到实践都比较复杂,难度较大,为了有效地模拟上机匣在实际飞行状态下的边界条件及受载状态,真实、准确、高效、安全地对其疲劳强度进行试验考核,本文采用数值模拟和多通道协调加载疲劳试验相结合的办法,通过试验件的高周疲劳试验研究,初步得到某型号上机匣的高周疲劳寿命。主要研究成果如下：(1)设计试验件支撑结构和撑杆预紧力调节装置。采用支撑结构载荷分配试验转换方法,通过撑杆预紧力调节装置,真实模拟上机匣在使用过程中的边界条件,获得了理想的试验结果。(2)制定载荷测试系统标定方法。设计一套联结控制系统的载荷传感器校准装置,合理解决因系统匹配不同而产生的误差,有效保证了控制系统的整体精度。(3)完善综合应变测试技术。采用机匣表面温度补偿先进测试技术,完成了对机匣应变的准确测量,为上机匣定寿提供保证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 疲劳的基本概念
• 1.2.2 疲劳的研究历程
• 1.2.3 疲劳试验技术研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 上机匣疲劳试验理论及试验设备
• 2.1 基本理论
• 2.1.1 疲劳损伤特征
• 2.1.2 疲劳破坏标准
• 2.1.3 线性累积损伤理论
• 2.2 上机匣综述
• 2.3 试验设备概述
• 2.3.1 多通道协调加载系统
• 2.3.2 模块化横梁支架系统
• 2.4 试验安全保护
• 2.4.1 软件保护
• 2.4.2 机械限位保护
• 2.4.3 油压限制保护
• 2.4.4 液压油清洁度
• 第3章 某直升机传动系统上机匣疲劳试验
• 3.1 疲劳试验载荷谱的确定
• 3.1.1 确定疲劳试验载荷谱的原则
• 3.1.2 上机匣疲劳试验载荷谱
• 3.2 试验加载方案
• 3.2.1 上机匣支撑结构设计
• 3.2.2 撑杆预紧力调节方法
• 3.3 试验载荷谱的实现方法及应变测试
• 3.3.1 试验载荷谱的实现方法
• 3.3.2 载荷测试系统标定方法
• 3.3.3 综合应变测试技术
• 3.4 上机匣有限元分析
• 3.4.1 原始数据
• 3.4.2 计算模型
• 3.4.3 计算结果
• 3.5 试验步骤
• 3.5.1 试验准备
• 3.5.2 试验过程
• 3.6 试验结果
• 3.7 疲劳寿命分析
• 3.7.1 原始数据
• 3.7.2 上机匣前后撑杆实测载荷
• 3.7.3 疲劳试验结果分析
• 3.7.4 实测载荷谱下的寿命分析
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士学位期间发表论文及所获奖励