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622024年1月下 第02期 总第422期工艺设计改造及检测检修China Science&Technology Overview2 筒式阻尼器性能试验2.1 筒式阻尼器性能计算筒式粘弹阻尼器主要由内筒、外筒、衬套和橡胶 4 个部分组成，如图 1 所示。XZY图1 筒式阻尼器动刚度分为弹性刚度和阻尼刚度。动刚度是使内筒绕X 轴产生动态变形幅值（单位：rad）所需的动态力矩 M（单位：N m）。MK=(8)弹性刚度是内筒绕 X 轴产生动态变形幅值（单位：rad）所需的动态弹性力矩 M（单位：N m）。MK=(9)阻尼刚度是内筒绕 X 轴产生动态变形幅值（单位：rad）所需的阻尼力矩 M（单位：N m）。MK=(10)损耗角（单位：rad）是=tan(-1)K/K。2.2 试验结果本次试验采用拉扭材料试验机加载，试验时采用角度控制方式加载，角度为正弦波方式。试件均在室温下进行试验，加载方式如表 1 所示。根据表 1 给定的角位移施加载荷，测出相应载荷下的最大动态力矩与扭转角位移的相位差，即损耗角，并计算动态扭转弹性刚度 K 和动态扭转阻尼刚度 K。本文通过对角位移和扭矩数据拟合得到相位角，获得损耗角便可计算其他性能参数。表1 综合性能试验表频率角位移 d动态扭转弹性刚度 K 动态扭转阻尼刚度 K17.2Hzd=0.5 6对 5 组试件进行试验，并对获取的角度和扭矩数据进0.40.420.440.460.480.50.520.540.560.580.6角位移()399.1399.2399.3399.4399.5399.6399.7399.8399.9400400.1时间(s)图2 17.2Hz角位移曲线拟合效果图图3 17.2Hz力矩曲线拟合效果图24681012141618扭矩(N*m)399.1399.2399.3399.4399.5399.6399.7399.8399.9400400.1时间(s)扭矩(Nm)632024年1月下 第02期 总第422期工艺设计改造及检测检修China Science&Technology Overview行傅里叶拟合处理，图 2、图 3 为一试件 2048 组角度和扭矩数据的拟合结果，可以看到傅里叶拟合得到了理想的效果，对于较大数据的拟合依然能够保持较好的准确性。表2 角位移拟合结果均值/频率/Hz幅值/命令值0.517.20.1NO.10.501017.20460.09941NO.20.501517.20460.09908NO.30.500517.20460.10002NO.40.500517.20460.10075NO.50.500517.20460.09055以角位移控制进行试验，5 组试验件角位移拟合后的数值如表 2 所示。从表 2 可以看到 5 个试件拟合结果具有较高的准确性，其中傅里叶拟合对频率的获取更为“灵敏”。虽然在较高频率下峰值处一般波动会相对更大，但从结果上看傅里叶拟合也具有较好的稳定性。3 结语针对筒式粘弹阻尼器在高频试验条件下引起阻尼器性能参数检测误差较大、稳定性变低等问题，基于傅里叶曲线拟合对试验数据进行处理，获取性能参数。试验结果表明，对数据量较大的拟合依然具有较高的准确性，同时降低了较少数据检测的随机性和偶然性，提高了检测的稳定性，为直升机阻尼器的设计、研制以及试验检测提供参考。参考文献1 Leishmann J G.Principles of Helicopter AerodynamicsJ.Cambridge University Press,2006.2 John Watkinson.The Art of the HelicopterM.Elsevier Butterworth-Heinemann,Oxford,2004.3 Wayne Johnson.Rotorcraft AeromechanicsM.Cambridge University Press,Cambridge,2013.4 高晓东.粘弹性阻尼器直升机的地面共振特性分析J.中国科技信息,2020(9):33-36.5 李锐锐.直升机旋翼阻尼器非线性动力学特性研究D.南京:南京航空航天大学,2015.6 颉连元.直升机旋翼粘弹阻尼器研制与应用J.直升机技术,1998(4):1-6.7 邓新文,刘兆才,李帅.基于傅里叶曲线拟合的水下目标运动要素解算方法J.舰船电子工程,2020,40(8):155-157.Experimental Study on the Performance of a Rotary Cylinder Viscoelastic Damper Based on Fourier Curve FittingCHEN Jiawei(China Helicopter Research and Development Institute,Jingdezhen Jiangxi 333001)Abstract:In order to solve the problems of large error and low stability of the performance parameters of the“torsional”rotor drum viscoelastic damper under high frequency test conditions,this paper proposes to process the test data to obtain the performance parameters based on Fourier curve fitting.In this paper,the cylindrical damper specimens with given angular displacement and loading frequency are tested.The loss Angle parameters were obtained by using Fourier fitting test data,and then other parameters such as damping stiffness were calculated.Experimental results show that the proposed method has high accuracy and stability,and provides theoretical support for the design and development of helicopter rotor damper.Key words:cylindrical viscoelastic damper;fourier curve fitting;performance test
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