CN110702410A - 一种获取关节轴承连接结构疲劳极限的方法 - Google Patents

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朱勇
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Abstract

本发明属于直升机结构疲劳设计领域，涉及一种获取关节轴承连接结构疲劳极限的方法。该方法是通过获取回转力矩影响系数，以该系数对疲劳试验得到的疲劳极限进行修正，最终得到回转力矩下的疲劳极限。其中，所述回转力矩影响系数的获取方法首先获取液压阻尼器实测载荷谱；之后确定阻尼器回转力矩分布；最后确定回转力矩影响系数。本发明提出的方法测量精度较高且易于操作实现，可以广泛用于目前国内所有类似的存在回转力矩的关节轴承连接结构，为此类结构的疲劳定寿提供技术支持。

Description

一种获取关节轴承连接结构疲劳极限的方法
技术领域
本发明属于直升机结构疲劳设计领域，涉及一种获取关节轴承连接结构疲劳极限的方法。
背景技术
关节轴承作为一种重要的连接结构，通常情况下可认为是铰接形式，不能够传递力矩，而我们通过国内某型机飞行故障分析结果发现，实际工作状态下会存在起重要作用的回转力矩，疲劳试验中很难对此回转力矩进行模拟以获取准确疲劳极限。
液压阻尼器是关节轴承结构较为常见的应用形式，广泛应用于直升机旋翼系统结构上，其结构示意图如图1所示，主要结构包括耳片、连接杆及筒体，是连接中央件和主桨叶支臂的重要疲劳动部件，其结构和受力形式及其复杂，疲劳危险部位和破坏模式较多；在疲劳设计时需要充分考虑回转力矩的影响以获得结构的准确疲劳极限，而采用传统试验方法获取液压阻尼器疲劳极限是极其困难的。
发明内容
本发明的目的：提出一种获取关节轴承连接结构疲劳极限的方法，该方法基于疲劳试验和载荷实测，为关节轴承连接结构的疲劳定寿提供技术支持。
本发明的技术方案：一种获取关节轴承连接结构疲劳极限的方法，该方法是通过获取回转力矩影响系数，以该系数对疲劳试验得到的疲劳极限进行修正，最终得到回转力矩下的疲劳极限；其中，所述回转力矩影响系数的获取方法包括以下步骤，
步骤1)获取关节轴承连接结构实测载荷谱；
步骤2)确定关节轴承连接结构回转力矩分布；
步骤3)确定回转力矩影响系数。
进一步的，步骤1)中，实测载荷谱的获取方法是，对关节轴承连接结构进行载荷实测得到实测载荷谱，载荷测量内容包括轴力F、回转力矩，且左右端至少需各测量一个剖面。
步骤2)中，具体确定方法是：根据实测载荷谱结合实际使用情况可以确定某一特征轴力及其作用下的最大回转力矩，再结合应变片的贴片位置可以确定回转力矩在关节轴承连接结构轴向的分布。
步骤3)中，回转力矩影响系数确定方法是，根据疲劳试验或者结构受力分析确定危险截面，并对危险截面进行应力分析，应力分析包括轴力产生应力σ0和回转力矩产生应力σ1，最后得到回转力矩影响系数
Figure BDA0002234180460000021
本发明的有益效果：该发明方法充分结合载荷实测和疲劳试验，测量精度较高且易于操作实现，可以广泛用于目前国内所有类似的存在回转力矩的关节轴承连接结构，为此类结构的疲劳定寿提供技术支持。
附图说明
图1为液压阻尼器结构示意图，
其中，1-耳片、2-连接杆、3-筒体。
图2为疲劳极限获取流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以液压阻尼器为例进行详细说明本发明提出的关节轴承连接结构疲劳极限的获取方法，液压阻尼器为直升机上常见的存在回转力矩的关节轴承连接结构，主要结构包括耳片、连接杆及筒体等，结构示意图如图1所示。一种获取关节轴承连接结构疲劳极限的方法，设计流程如图2所示，包括以下步骤：
第一步，确定拉压载荷下液压阻尼器的结构疲劳极限，通过疲劳性能试验得到液压阻尼器的疲劳极限
Figure 4
。
第二步，对液压阻尼器进行载荷实测得到实测载荷谱。在液压阻尼器左右两端(连接杆上)选择特征剖面布置应变片测量载荷，载荷测量内容包括轴力 F、回转力矩(含分量Mx和My)，需左右至少各测量一个剖面。
第三步，分析载荷谱得到液压阻尼器回转力矩沿轴分布关系(内力分布)。根据实际使用情况选取某一特征轴力F0作用下的实测回转力矩进行分析，此时假设在中间某个位置为回转力矩0点，那么在两侧回转力矩应该呈线性分布，根据几何关系从而可以得到回转力矩沿轴的分布图。
第四步，对危险截面进行内力分析，求取回转力矩影响系数。
按照第三步结果，可求得特征轴力F0下应力σ0，弯曲应力为σ1，求得回转力矩影响系数：f＝[σ0+σ1]/σ0
第五步，修正得到回转力矩下的液压阻尼器的疲劳极限
Figure 2
。
修正公式为：
Figure 3
以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种获取关节轴承连接结构疲劳极限的方法，其特征在于：该方法是通过获取回转力矩影响系数f，以该系数对疲劳试验得到的疲劳极限F∞进行修正，最终得到回转力矩下的疲劳极限F∞′；其中，所述回转力矩影响系数的获取方法包括以下步骤，
步骤1)获取关节轴承连接结构实测载荷谱；
步骤2)确定关节轴承连接结构回转力矩分布；
步骤3)确定回转力矩影响系数。
2.根据权利要求1所述的获取关节轴承连接结构疲劳极限的方法，其特征在于：步骤1)中所述实测载荷谱的获取方法是根据对关节轴承连接结构进行载荷实测得到实测载荷谱，载荷实测必须包括测量截面的轴力及两个方向的回转力矩分量。
3.根据权利要求2所述的获取关节轴承连接结构疲劳极限的方法，其特征在于：实测载荷谱是在试验件左右两端选择特征剖面布置应变片测量载荷。
4.根据权利要求3所述的获取关节轴承连接结构疲劳极限的方法，其特征在于：载荷测量内容包括轴力F、回转力矩，且左右端至少需各测量一个剖面。
5.根据权利要求1所述的获取关节轴承连接结构疲劳极限的方法，其特征在于：步骤2)中关节轴承连接结构回转力矩分布的确定方法是根据实测载荷谱结合实际使用情况可以确定某一特征轴力及其作用下的最大回转力矩，再结合应变片的贴片位置可以确定回转力矩在关节轴承连接结构的的沿轴分布。
6.根据权利要求5所述的获取关节轴承连接结构疲劳极限的方法，其特征在于：根据几何关系得到回转力矩沿轴的分布。
7.根据权利要求1所述的获取关节轴承连接结构疲劳极限的方法，其特征在于：步骤3)中回转力矩影响系数的获取方法是根据疲劳试验或者结构受力分析确定危险截面，并对危险截面进行应力分析，应力分析包括轴力产生应力σ0和回转力矩产生应力σ1，最后得到回转力矩影响系数
Figure FDA0002234180450000011
8.根据权利要求1所述的获取关节轴承连接结构疲劳极限的方法，其特征在于：所述修正公式为：
Figure 1
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103530486A (zh) * 2013-11-05 2014-01-22 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种飞机螺栓的疲劳寿命设计方法
CN105653890A (zh) * 2016-04-07 2016-06-08 东北大学 一种基于轴向载荷的提升机轴承疲劳寿命模型
CN105808865A (zh) * 2016-03-15 2016-07-27 北京航空航天大学 一种低温疲劳性能表征与寿命估算的方法
CN106441851A (zh) * 2016-10-27 2017-02-22 武汉工程大学 一种机械零件疲劳寿命的检测方法
CN107742025A (zh) * 2017-10-16 2018-02-27 北京航空航天大学 一种预测飞机金属蒙皮冲击后疲劳寿命的方法
CN108108530A (zh) * 2017-12-01 2018-06-01 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种适用于结构连接件的疲劳寿命校准方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103530486A (zh) * 2013-11-05 2014-01-22 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种飞机螺栓的疲劳寿命设计方法
CN105808865A (zh) * 2016-03-15 2016-07-27 北京航空航天大学 一种低温疲劳性能表征与寿命估算的方法
CN105653890A (zh) * 2016-04-07 2016-06-08 东北大学 一种基于轴向载荷的提升机轴承疲劳寿命模型
CN106441851A (zh) * 2016-10-27 2017-02-22 武汉工程大学 一种机械零件疲劳寿命的检测方法
CN107742025A (zh) * 2017-10-16 2018-02-27 北京航空航天大学 一种预测飞机金属蒙皮冲击后疲劳寿命的方法
CN108108530A (zh) * 2017-12-01 2018-06-01 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种适用于结构连接件的疲劳寿命校准方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
史斯佃: "应力严重系数法在直升机主桨叶寿命评估中的应用", 《直升机技术》 *
吕明月等: "一种直升机粘弹性阻尼器疲劳定寿的新方法", 《直升机技术》 *
徐新等: "直升机旋翼粘弹性阻尼器性能试验的实现", 《直升机技术》 *

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