一種圓筒式粘彈性阻尼器性能試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種試驗裝置，具體而言涉及一種圓筒式粘彈性阻尼器性能試驗 裝置。
【背景技術】
[0002] 粘彈性阻尼器是利用高阻尼硅橡膠材料的剪切變形產生足夠的彈性和阻尼剛度， 吸收旋翼擺振能量，已達到防止地面與空中共振的要求。由于粘彈性阻尼器廣泛用于各型 直升機旋翼系統及預研課題原理樣機旋翼系統當中，其性能指標的好壞直接影響到直升機 旋翼系統的安全性能，因此必須通過試驗準確的測試出其性能參數，為直升機旋翼系統的 設計提供可靠的數據依據。近年來由于直升機事業的迅猛發展，各類型直升機越來越多，各 型號直升機旋翼系統的設計任務越來越繁重，在我國現有的風洞技術條件下，對旋翼系統 進行全尺寸風洞試驗成本太高，所以必須對旋翼系統進行模型化處理，按比例縮小尺寸，這 樣粘彈性阻尼器微小型化就成為了必然趨勢，現有的常規阻尼器性能試驗技術已經無法滿 足試驗要求，試驗得出的數據誤差較大，根本無法用于旋翼系統的設計，因此改進粘彈性阻 尼器性能試驗技術就成為擺在我們面前的重要任務。
[0003] 現有技術中如圖1所示的粘彈性阻尼器試驗力傳感器是安裝在動部件上，力傳感 器前端的附加質量會產生慣性力，附加質量產生的慣性力對動態力的影響就很大，同時試 驗安裝誤差引起的偏心力使得常規的阻尼器試驗裝置無法提供純扭矩力，整個試驗測試過 程非常不穩定，即對于相同的試驗件，不同的安裝過程后所得到試驗數據偏差較大；而且常 規的控制與測量方法也無法提供足夠的精度，位移及相位差角的測量誤差較大。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型的目的在于解決上述現有技術中的不足，提供一種結構簡單合理的、 能精確測量阻尼器性能參數的圓筒式粘彈性阻尼器性能試驗裝置。
[0005] 本實用新型的目的通過如下技術方案實現：一種圓筒式粘彈性阻尼器性能試驗裝 置，包括：底座、扭矩傳感器、轉接件、阻尼器、扭轉轉動軸、龍門架、扭轉力臂、液壓激振器、 可調升降安裝平臺，其中，龍門架固定在底座上，扭矩傳感器固定在龍門架的底部；轉接件 為與扭矩傳感器和阻尼器結構相匹配的法蘭盤，扭矩傳感器的上部與轉接件固定連接，轉 接件上部與阻尼器固定連接；阻尼器穿過龍門架上的防擺振轉動結構后與扭轉轉動軸固定 連接，扭轉轉動軸通過扭轉力臂與液壓激振器鉸接，液壓激振器與可調升降安裝平臺固定 連接。
[0006] 優選的是，龍門架上的防擺振轉動結構為單層滾珠軸承。
[0007] 上述任一方案中優選的是，龍門架上的防擺振轉動結構為單層軸瓦。
[0008] 上述任一方案中優選的是，龍門架上的防擺振轉動結構為雙層滾珠軸承。
[0009] 上述任一方案中優選的是，龍門架上的防擺振轉動結構為雙層軸瓦。
[0010] 本實用新型所提供的圓筒式粘彈性阻尼器性能試驗裝置的有益效果在于，在進行 試驗過程中附加質量產生的慣性力不會影響試驗精度；消除了裝置偏心力對試驗測量的影 響；采用激振器可調升降安裝平臺，解決了由于試驗件差異導致的安裝不便的問題。
【附圖說明】
[0011] 圖1是現有技術中粘彈性阻尼器試驗裝置的示意圖。
[0012] 圖2是按照本實用新型的圓筒式粘彈性阻尼器性能試驗裝置優選實施例結構示 意圖。
[0013] 附圖標記：
[0014] 1-底座、2-扭矩傳感器、3-轉接件、4-阻尼器、5-扭轉轉動軸、6-龍門架、7-扭轉 力臂、8-液壓激振器、9-可調升降安裝平臺、10-力傳感器。
【具體實施方式】
[0015] 為了更好地理解按照本實用新型方案的圓筒式粘彈性阻尼器性能試驗裝置，下面 結合附圖對本實用新型的圓筒式粘彈性阻尼器性能試驗裝置的一優選實施例作進一步闡 述說明。
[0016] 實施例1 :
[0017] 參照圖2,本實用新型提供的圓筒式粘彈性阻尼器性能試驗裝置優選實施例包括： 底座1、扭矩傳感器2、轉接件3、阻尼器4、扭轉轉動軸5、龍門架6、扭轉力臂7、液壓激振器 8、可調升降安裝平臺9,其中，龍門架6固定在底座1上，扭矩傳感器2固定在龍門架6的底 部；轉接件3為與扭矩傳感器2和阻尼器4結構相匹配的法蘭盤，扭矩傳感器2的上部與轉 接件3固定連接，轉接件3上部與阻尼器4固定連接；阻尼器4穿過龍門架6上的防擺振轉 動結構后與扭轉轉動軸5固定連接，扭轉轉動軸5通過扭轉力臂7與液壓激振器8鉸接，液 壓激振器8與可調升降安裝平臺9固定連接，龍門架6上的防擺振轉動結構為單層滾珠軸 承。
[0018]阻尼器性能試驗的主要目的是要得到阻尼器性能參數，包括彈性剛度K'、阻尼剛 度K"和損耗角；主要測量的是動態力矩T、動態角位移|及其相位差角a。常規阻尼器性 能試驗的試驗裝置示意圖見附圖1，其動態力矩T、動態角位移|及其相位差角a的測量 原理是：首先給試驗件施加一個靜態推力，然后用液壓激振器通過試驗夾具給試驗件施加 動態推力F，使其在特定頻率下產生足夠的動態位移S，再通過力傳感器、位移傳感器以及 動態頻譜分析儀測試得出試驗件的動態力F、動態位移S及其相位差角a，最后計算出動態 力矩T、動剛度K、彈性剛度K'和阻尼剛度K"。
[0019] 在阻尼器性能試驗中扭轉角度一般很小（小于1度），根據幾何圖形可知在角度很 小的情況下弧長約等于弦長，即角位移I &S/L
[0020] 各物理量計算公式如下：
[0021] T=FXL(1)
[0022]K=T/C=FXL/| =FXL2/S(2)
[0023] K' =TXcos(a) / | =FXLXcos(a) / | =FXL2Xcos(a)/S(3)
[0024] K" =TXsin(a)/C =FXLXsin(a) / | =FXL2Xsin(a)/S(4)
[0025] 根據以上的計算公式可知試驗的誤差主要集中在力與位移及其相位差角的測量 上。在常規的阻尼器試驗當中，力傳感器10是安裝在動部件上（如附圖1所示），力傳感器 10前端的附加質量會產生慣性力，因此力傳感器所測到的力F應該包括阻尼器產生的阻尼 力和附加質量產生的慣性力，由于附加質量產生的慣性力相對于阻尼器4產生的阻尼力很 大，這時附加質量產生的慣性力對動態力F的影響就很大，同時試驗安裝誤差引起的偏心 力使得常規的阻尼器試驗裝置無法提供純扭矩力，整個試驗測試過程非常不穩定，即對于 相同的試驗件，不同的安裝過程后所得到試驗數據偏差較大；而且常規的控制與測量方法 也無法提供足夠的精度，位移及相位差角的測量誤差較大。
[0026] 本實用新型提供的圓筒式粘彈性阻尼器性能試驗裝置采用了靜態扭矩傳感器測 量動態扭矩，從而解決了由附加質量產生的慣性力對試驗數據的影響，各物理量的計算公 式如下：
[0027] K=T/C=TXL/S(5)
[0028] Kr =TXcos(a)/| =TXLXcos(a)/S(6)
[0029] IT=TXsin(a)/| =TXLXsin(a)/S(7)
[0030] 由上述計算公式可知本實用新型由于直接測量了動態扭矩，避免了激勵桿附加質 量對試驗數據精度的影響，同時計算公式中減少了測量物理量，從而降低了計算誤差，整體 提高了試驗數據的精度。利用本實用新型提出的圓筒式粘彈性阻尼器性能試驗裝置進行了 樣機模型的若干相關試驗，具體數據如下表1、表2和表3所不。
[0031] 表1扭轉剪切型阻尼器性能隨頻率的影響試驗結果N ? m/rad
【主權項】
1. 一種圓筒式粘彈性阻尼器性能試驗裝置，其特征在于，包括：底座（I)、扭矩傳感器 (2)、轉接件（3)、阻尼器（4)、扭轉轉動軸（5)、龍門架（6)、扭轉力臂（7)、液壓激振器（8)、 可調升降安裝平臺（9)，其中，龍門架（6)固定在底座（1)上，扭矩傳感器（2)固定在龍門架 (6)的底部；轉接件（3)為與扭矩傳感器（2)和阻尼器（4)結構相匹配的法蘭盤，扭矩傳感 器（2)的上部與轉接件（3)固定連接，轉接件（3)上部與阻尼器（4)固定連接；阻尼器（4) 穿過龍門架（6)上的防擺振轉動結構后與扭轉轉動軸（5)固定連接，扭轉轉動軸（5)通過 扭轉力臂（7)與液壓激振器（8)鉸接，液壓激振器（8)與可調升降安裝平臺（9)固定連接。
2. 如權利要求1所述的圓筒式粘彈性阻尼器性能試驗裝置，其特征在于，所述龍門架 (6)上的防擺振轉動結構為單層滾珠軸承。
3. 如權利要求1所述的圓筒式粘彈性阻尼器性能試驗裝置，其特征在于，所述龍門架 (6)上的防擺振轉動結構為單層軸瓦。
4. 如權利要求1所述的圓筒式粘彈性阻尼器性能試驗裝置，其特征在于，所述龍門架 (6)上的防擺振轉動結構為雙層滾珠軸承。
5. 如權利要求1所述的圓筒式粘彈性阻尼器性能試驗裝置，其特征在于，所述龍門架 (6)上的防擺振轉動結構為雙層軸瓦。
【專利摘要】本實用新型涉及一種圓筒式粘彈性阻尼器性能試驗裝置，龍門架(6)固定在底座(1)上，扭矩傳感器(2)固定在龍門架(6)的底部；與扭矩傳感器(2)和阻尼器(4)結構相匹配的轉接件(3)為法蘭盤，扭矩傳感器(2)的上部與轉接件(3)固定連接，轉接件(3)上部與阻尼器(4)固定連接；阻尼器(4)穿過龍門架上的防擺振轉動結構后與扭轉轉動軸(5)固定連接，扭轉轉動軸(5)通過扭轉力臂(7)與液壓激振器(8)鉸接，液壓激振器(8)與可調升降安裝平臺(9)固定連接。本實用新型提供的圓筒式粘彈性阻尼器性能試驗裝置解決了現有技術中附加質量產生的慣性力影響試驗精度的問題，消除了裝配偏心力對試驗測量的影響。
【IPC分類】G01M13-00
【公開號】CN204535981
【申請號】CN201520281185
【發明人】蘇宏慶, 王宇奇, 趙 卓, 伍特輝
【申請人】中國直升機設計研究所
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月4日