【摘 要】
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直升机尾传动轴系过临界时轴系振动加剧,制约了直升机整体性能。智能弹簧支撑是一种主动减振装置,可有效抑制多跨轴系的振动。本文开展了用于多跨轴系的智能弹簧支撑设计及振动控制研究,主要工作如下:1)基于智能弹簧支撑的减振原理,提出了三种智能弹簧支撑构型方案;建立了智能弹簧支撑的运动方程,分析构型参数对其振动特性的影响规律,确定了一组构型参数;设计了智能弹簧支撑结构,并结合静力学仿真结果确定了结构参数。2
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“直升机尾传动系统弯曲和弯扭耦合动力学建模与行为研究”（项目号:51775265）；
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直升机尾传动轴系过临界时轴系振动加剧,制约了直升机整体性能。智能弹簧支撑是一种主动减振装置,可有效抑制多跨轴系的振动。本文开展了用于多跨轴系的智能弹簧支撑设计及振动控制研究,主要工作如下:1)基于智能弹簧支撑的减振原理,提出了三种智能弹簧支撑构型方案;建立了智能弹簧支撑的运动方程,分析构型参数对其振动特性的影响规律,确定了一组构型参数;设计了智能弹簧支撑结构,并结合静力学仿真结果确定了结构参数。2)针对智能弹簧支撑不起作用情况下,分别基于ADAMS建立了轴系虚拟样机模型和基于有限元法建立了轴系动力学模型,对比分析了两种模型获得的临界转速,验证了虚拟样机模型的正确性。针对智能弹簧支撑起作用情况下,在轴系虚拟样机模型的基础上,采用ADAMS和MATLAB建立了轴系开环控制联合仿真模型,开展了过临界状态下的轴系振动仿真分析,结果表明,智能弹簧支撑开环控制下轴系减振率最高达到46.6%。3)搭建了含智能弹簧支撑的轴系减振试验系统,进行了开环控制下智能弹簧减振试验,并将试验结果与仿真结果对比分析。结果表明,智能弹簧支撑对轴系加速过临界振动响应有良好的抑制效果,控制电压为90V时,峰值减振率达到23.65%。4)基于F-x LMS算法,搭建了轴系振动闭环控制模块,进行控制效果对比仿真,确定算法参数;与轴系虚拟样机模型相连接,得到了轴系振动闭环控制联合仿真模型进行仿真。结果表明,F-x LMS算法可有效控制轴系振动响应,过临界时域峰值减振率达到27.8%。
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