CN204535981U - 一种圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置，龙门架(6)固定在底座(1)上，扭矩传感器(2)固定在龙门架(6)的底部；与扭矩传感器(2)和阻尼器(4)结构相匹配的转接件(3)为法兰盘，扭矩传感器(2)的上部与转接件(3)固定连接，转接件(3)上部与阻尼器(4)固定连接；阻尼器(4)穿过龙门架上的防摆振转动结构后与扭转转动轴(5)固定连接，扭转转动轴(5)通过扭转力臂(7)与液压激振器(8)铰接，液压激振器(8)与可调升降安装平台(9)固定连接。本实用新型提供的圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置解决了现有技术中附加质量产生的惯性力影响试验精度的问题，消除了装配偏心力对试验测量的影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种试验装置，具体而言涉及一种圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置。
背景技术
粘弹性阻尼器是利用高阻尼硅橡胶材料的剪切变形产生足够的弹性和阻尼刚度，吸收旋翼摆振能量，已达到防止地面与空中共振的要求。由于粘弹性阻尼器广泛用于各型直升机旋翼系统及预研课题原理样机旋翼系统当中，其性能指标的好坏直接影响到直升机旋翼系统的安全性能，因此必须通过试验准确的测试出其性能参数，为直升机旋翼系统的设计提供可靠的数据依据。近年来由于直升机事业的迅猛发展，各类型直升机越来越多，各型号直升机旋翼系统的设计任务越来越繁重，在我国现有的风洞技术条件下，对旋翼系统进行全尺寸风洞试验成本太高，所以必须对旋翼系统进行模型化处理，按比例缩小尺寸，这样粘弹性阻尼器微小型化就成为了必然趋势，现有的常规阻尼器性能试验技术已经无法满足试验要求，试验得出的数据误差较大，根本无法用于旋翼系统的设计，因此改进粘弹性阻尼器性能试验技术就成为摆在我们面前的重要任务。
现有技术中如图1所示的粘弹性阻尼器试验力传感器是安装在动部件上，力传感器前端的附加质量会产生惯性力，附加质量产生的惯性力对动态力的影响就很大，同时试验安装误差引起的偏心力使得常规的阻尼器试验装置无法提供纯扭矩力，整个试验测试过程非常不稳定，即对于相同的试验件，不同的安装过程后所得到试验数据偏差较大；而且常规的控制与测量方法也无法提供足够的精度，位移及相位差角的测量误差较大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决上述现有技术中的不足，提供一种结构简单合理的、能精确测量阻尼器性能参数的圆筒式粘弹性阻尼器性 能试验装置。
本实用新型的目的通过如下技术方案实现：一种圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置，包括：底座、扭矩传感器、转接件、阻尼器、扭转转动轴、龙门架、扭转力臂、液压激振器、可调升降安装平台，其中，龙门架固定在底座上，扭矩传感器固定在龙门架的底部；转接件为与扭矩传感器和阻尼器结构相匹配的法兰盘，扭矩传感器的上部与转接件固定连接，转接件上部与阻尼器固定连接；阻尼器穿过龙门架上的防摆振转动结构后与扭转转动轴固定连接，扭转转动轴通过扭转力臂与液压激振器铰接，液压激振器与可调升降安装平台固定连接。
优选的是，龙门架上的防摆振转动结构为单层滚珠轴承。
上述任一方案中优选的是，龙门架上的防摆振转动结构为单层轴瓦。
上述任一方案中优选的是，龙门架上的防摆振转动结构为双层滚珠轴承。
上述任一方案中优选的是，龙门架上的防摆振转动结构为双层轴瓦。
本实用新型所提供的圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置的有益效果在于，在进行试验过程中附加质量产生的惯性力不会影响试验精度；消除了装置偏心力对试验测量的影响；采用激振器可调升降安装平台，解决了由于试验件差异导致的安装不便的问题。
附图说明
图1是现有技术中粘弹性阻尼器试验装置的示意图。
图2是按照本实用新型的圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置优选实施例结构示意图。
附图标记：
1-底座、2-扭矩传感器、3-转接件、4-阻尼器、5-扭转转动轴、6-龙门架、7-扭转力臂、8-液压激振器、9-可调升降安装平台、10-力传感器。
具体实施方式
为了更好地理解按照本实用新型方案的圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置，下面结合附图对本实用新型的圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置的一优选实施例作进一步阐述说明。
实施例1：
参照图2，本实用新型提供的圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置优选实施例包括：底座1、扭矩传感器2、转接件3、阻尼器4、扭转转动轴5、龙门架6、扭转力臂7、液压激振器8、可调升降安装平台9，其中，龙门架6固定在底座1上，扭矩传感器2固定在龙门架6的底部；转接件3为与扭矩传感器2和阻尼器4结构相匹配的法兰盘，扭矩传感器2的上部与转接件3固定连接，转接件3上部与阻尼器4固定连接；阻尼器4穿过龙门架6上的防摆振转动结构后与扭转转动轴5固定连接，扭转转动轴5通过扭转力臂7与液压激振器8铰接，液压激振器8与可调升降安装平台9固定连接，龙门架6上的防摆振转动结构为单层滚珠轴承。
阻尼器性能试验的主要目的是要得到阻尼器性能参数，包括弹性刚度K′、阻尼刚度K"和损耗角；主要测量的是动态力矩T、动态角位移ξ及其相位差角α。常规阻尼器性能试验的试验装置示意图见附图1，其动态力矩T、动态角位移ξ及其相位差角α的测量原理是：首先给试验件施加一个静态推力，然后用液压激振器通过试验夹具给试验件施加动态推力F，使其在特定频率下产生足够的动态位移S，再通过力传感器、位移传感器以及动态频谱分析仪测试得出试验件的动态力F、动态位移S及其相位差角α，最后计算出动态力矩T、动刚度K、弹性刚度K′和阻尼刚度K"。
在阻尼器性能试验中扭转角度一般很小(小于1度)，根据几何图形可知在角度很小的情况下弧长约等于弦长，即角位移ξ≈S/L
各物理量计算公式如下：
T＝F×L (1)
K＝T/ξ＝F×L/ξ＝F×L2/S (2)
K′＝T×cos(α)/ξ＝F×L×cos(α)/ξ＝F×L2×cos(α)/S (3)
K"＝T×sin(α)/ξ＝F×L×sin(α)/ξ＝F×L2×sin(α)/S (4)
根据以上的计算公式可知试验的误差主要集中在力与位移及其相位差角的测量上。在常规的阻尼器试验当中，力传感器10是安装在动部件上(如附图1所示)，力传感器10前端的附加质量会产生惯性力，因此力传感器所测到的力F应该包括阻尼器产生的阻尼力和附加质量产生的惯性力，由于附加质量产生的惯性力相对于阻尼器4产生的阻尼力很大，这时附加质量产生的惯性力对动态力F的影响就很大，同时试验安装误差引起的偏心力使得常规的阻尼器试验装置无法提供纯扭矩力，整个试验测试过程非常不稳定，即对于相同的试验件，不同的安装过程后所得到试验数据偏差较大；而且常规的控制与测量方法也无法提供足够的精度，位移及相位差角的测量误差较大。
本实用新型提供的圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置采用了静态扭矩传感器测量动态扭矩，从而解决了由附加质量产生的惯性力对试验数据的影响，各物理量的计算公式如下：
K＝T/ξ＝T×L/S (5)
K′＝T×cos(α)/ξ＝T×L×cos(α)/S (6)
K"＝T×sin(α)/ξ＝T×L×sin(α)/S (7)
由上述计算公式可知本实用新型由于直接测量了动态扭矩，避免了激励杆附加质量对试验数据精度的影响，同时计算公式中减少了测量物理量，从而降低了计算误差，整体提高了试验数据的精度。利用本实用新型提出的圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置进行了样机模型的若干相关试验，具体数据如下表1、表2和表3所示。
表1 扭转剪切型阻尼器性能随频率的影响试验结果N·m/rad
表2 扭转剪切型阻尼器性能随位移的影响试验结果N·m/rad
表3 扭转剪切型阻尼器性能随时间的影响试验结果N·m/rad
实施例2：
参照实施例1所提供的圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置，与之不同之处在于龙门架6上的防摆振转动结构为上下双层滚珠轴承结构。
实施例3：
参照实施例1所提供的圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置，与之不同之处在于龙门架6上的防摆振转动结构为单层轴瓦。
实施例4：
参照实施例1所提供的圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置，与之不同之处在于龙门架6上的防摆振转动结构为上下双层层轴瓦结构。
以上结合本实用新型的具体实施例做了详细描述，但并非是对本实用新型的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改均属于本实用新型的技术范围，还需要说明的是，按照本实用新型的圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置技术方案的范畴包括上述各部分之间的任意组合。
Claims (5)
1.一种圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置，其特征在于，包括：底座(1)、扭矩传感器(2)、转接件(3)、阻尼器(4)、扭转转动轴(5)、龙门架(6)、扭转力臂(7)、液压激振器(8)、可调升降安装平台(9)，其中，龙门架(6)固定在底座(1)上，扭矩传感器(2)固定在龙门架(6)的底部；转接件(3)为与扭矩传感器(2)和阻尼器(4)结构相匹配的法兰盘，扭矩传感器(2)的上部与转接件(3)固定连接，转接件(3)上部与阻尼器(4)固定连接；阻尼器(4)穿过龙门架(6)上的防摆振转动结构后与扭转转动轴(5)固定连接，扭转转动轴(5)通过扭转力臂(7)与液压激振器(8)铰接，液压激振器(8)与可调升降安装平台(9)固定连接。
2.如权利要求1所述的圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置，其特征在于，所述龙门架(6)上的防摆振转动结构为单层滚珠轴承。
3.如权利要求1所述的圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置，其特征在于，所述龙门架(6)上的防摆振转动结构为单层轴瓦。
4.如权利要求1所述的圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置，其特征在于，所述龙门架(6)上的防摆振转动结构为双层滚珠轴承。
5.如权利要求1所述的圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置，其特征在于，所述龙门架(6)上的防摆振转动结构为双层轴瓦。
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