一种直升机高径向粘弹阻尼器耐久性验证方法与流程

本发明涉及直升机高径向粘弹阻尼器领域，涉及一种直升机高径向粘弹阻尼器耐久性验证方法。

背景技术：

1、粘弹阻尼器是直升机旋翼系统的关键弹性部件，其结构简单、重量轻、可靠性高、寿命长，而且可以视情维护。主要功用是为旋翼桨叶的摆振运动提供足够的阻尼，防止直升机在起飞和着陆时旋翼与起落架支撑的机体耦合而引发的地面共振以及在飞行中旋翼与机体的耦合而引发的空中共振。圆筒式粘弹阻尼器主要由圆筒式金属外筒、内筒和介于中间的橡胶组成，当桨叶产生摆振运动时，圆筒式粘弹性阻尼器的金属筒产生沿轴向的相对运动，从而使其间的橡胶产生剪切变形产生阻尼。

2、高径向粘弹阻尼器既承受轴向载荷同时还需要考虑高径向载荷，对于阻尼器耐久性的考核带来了困难，耐久性试验验证方法的准确性直接影响粘弹阻尼器的使用寿命。

技术实现思路

1、发明目的

2、本发明的目的是提供一种直升机高径向粘弹阻尼器耐久性验证方法，包括试验平台搭建、试验载荷确定、试验控制技术等方面。本发明提出一种新的试验方法，提供了高径向稳定粘弹阻尼器弹性体耐久性试验载荷谱的编制方法、试验加载方法以及试验操作过程。

3、技术方案

4、一种直升机高径向粘弹阻尼器耐久性验证方法，一：试验件及配套件制备，贴片安装；

5、二：夹具设计、试验件边界模拟；

6、三：特征载荷施加；

7、四：试验前检查；

8、五：进行疲劳试验，并在试验过程中保证周期检查；

9、六：试验终止后检查，确定结构弹性体平均失效时间和安全检查间隔期。

10、具体步骤如下：

11、步骤一：高径向稳定粘弹阻尼器试验件两端采用假件耳片模拟实际结构进行连接，利用有限元建模分析确定出内外筒金属件的疲劳危险部位，在金属内筒贴片测轴力，在金属外筒贴片测弯矩。

12、步骤二：高径向稳定粘弹阻尼器试验件安装在疲劳试验机上，两端设计单耳片假件模拟实际结构连接。试验夹具应安装相应的抗弯夹具,试验过程中需要风冷装置保证试验件的环境温度。轴向载荷通过试验机进行施加。径向载荷通过绳索滑轮搭配重物进行施加，试验过程中径向载荷作为环境载荷，轴向载荷作为动载同时施加。

13、步骤三：根据高径向稳定粘弹阻尼器实际飞行过程中的载荷谱，利用损伤等效的方法对其进行合谱简化。

14、步骤四：从试验件接收到试验件安装，以及整个耐久性试验过程中，必须防止粘弹阻尼器弹性体部分受到有机溶液的侵蚀，试验开始前，需要对阻尼器施加1mm±2mm的载荷位移5分钟进行预热，并进行静刚度测试，作为初始静刚度；

15、步骤五：试验过程中，应进行载荷或位移监控，以保证试验载荷加载符合要求；在阻尼器裂纹扩展记录图上记录裂纹长度及深度。每完成1个加载程序块，试验件应进行一次在线静态刚度测试，并对试验件进行外观检查。

16、步骤六：对试验结束后的试验件进行目视和敲击检查并记录。

17、进一步的，步骤一中，所述高径向稳定粘弹阻尼器试验件由金属内筒、金属外筒和橡胶层组成。

18、进一步的，步骤二中，试验夹具应安装抗弯夹具,保证试验夹具、试件和加载方向的同轴度，避免产生额外的附加弯矩。

19、进一步的，步骤二中，试验夹具应充分考虑材料强度，具保证装卸简便、强度裕度较大。

20、进一步的，步骤三中，损伤等效原理具体为：将不同状态内对应的各级载荷等效成一个等效载荷，该等效载荷造成的损伤与等效前的各级载荷造成的损伤相等。

21、进一步的，步骤三中，利用损伤等效的方法对其进行合谱简化具体为：原载荷谱损伤等效为载荷谱块1×m次+载荷谱块1×n次，定义为一个加载程序块。按照此方法可以得到便于试验加载的静动等效载荷，也方便对试验载荷进行调整。从而得到常温下粘弹阻尼器弹性体平均失效时间。

22、进一步的，步骤三中，同时为了更真实模拟阻尼器的实际使用情况，需要考虑地面操纵检查使用工况，可在试验前施加相应载荷模拟该使用情况。试验完成常温试验加载后如果试验件仍未破坏，可以根据损伤等效原理得到加速试验载荷，待试验件出现裂纹后，再根据载荷继续进行高低温试验得到试验件的检查间隔期。

23、进一步的，上一步中，其中常温试验粘弹阻尼器性能变化不超过20％时试验数据有效，高低温试验静态刚度和初始裂纹阶段试验结束时相比变化不超过15％时试验数据有效。

24、进一步的，所述步骤五中，常温试验过程中，若试验件出现裂纹或明显损伤时应暂停试验，则拆下试验件，待刚度稳定后进行全面性能测试；

25、当试验件在线测量首次出现静态刚度变化超过20％，则拆下试验件，待刚度稳定后进行全面性能测试；后续根据在线测量刚度变化程度与性能试验刚度变化程度得出比例关系，参考在线刚度测量变化情况和性能试验刚度变化比例情况确定是否拆下试验件进行性能测试。常温试验结束后，记录此时高径向稳定粘弹阻尼器的外观检查情况和性能数据，应特别注意试验件最初的损伤迹象和损伤的发展趋势。

26、高低温试验阶段：试验需在环境箱中进行试验，至少进行两套试验，其中一套试验环境温度为高温，另一套试验环境温度为低温。

27、进一步的，所述的高温、常温、低温是根据直升机使用要求而具体确定。

28、本申请的有益效果在于：

29、(1)由于目前国内直升机高径向稳定粘弹阻尼器弹性体结构耐久性研究较少，没有高径向稳定粘弹阻尼器弹性体耐久性试验验证方法，无法保证直升机粘弹阻尼器使用安全。本发明提供的一种粘弹阻尼器弹性体耐久性试验验证方法能通过试验验证阻尼器的平均失效时间和安全检查间隔期，保证直升机粘弹阻尼器的使用安全。相对于现有技术存在能够简单快速施加恒定的侧向力的优势。

30、(2)本发明提供了高径向稳定粘弹阻尼器弹性体耐久性试验载荷谱的编制方法、试验加载方法以及试验操作过程。本发明发还适用于二力杆结构，能够施加侧向载荷等疲劳试验。

技术特征：

1.一种直升机高径向粘弹阻尼器耐久性验证方法，其特征在于，一：试验件及配套件制备，贴片安装；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中，所述高径向稳定粘弹阻尼器试验件由金属内筒、金属外筒和橡胶层组成。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤二中，试验夹具应安装抗弯夹具,保证试验夹具、试件和加载方向的同轴度，避免产生额外的附加弯矩。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤二中，试验夹具应充分考虑材料强度，具保证装卸简便、强度裕度较大。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤三中，损伤等效原理具体为：将不同状态内对应的各级载荷等效成一个等效载荷，该等效载荷造成的损伤与等效前的各级载荷造成的损伤相等。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤三中，利用损伤等效的方法对其进行合谱简化具体为：原载荷谱损伤等效为载荷谱块1×m次+载荷谱块1×n次，定义为一个加载程序块；得到便于试验加载的静动等效载荷，也方便对试验载荷进行调整，从而得到常温下粘弹阻尼器弹性体平均失效时间。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤三中，同时为了更真实模拟阻尼器的实际使用情况，需要考虑地面操纵检查使用工况，可在试验前施加相应载荷模拟该使用情况；试验完成常温试验加载后如果试验件仍未破坏，根据损伤等效原理得到加速试验载荷，待试验件出现裂纹后，再根据载荷继续进行高低温试验得到试验件的检查间隔期。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其中常温试验粘弹阻尼器性能变化不超过20％时试验数据有效，高低温试验静态刚度和初始裂纹阶段试验结束时相比变化不超过15％时试验数据有效。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤五中，常温试验过程中，若试验件出现裂纹或明显损伤时应暂停试验，则拆下试验件，待刚度稳定后进行全面性能测试；

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的高温、常温、低温是根据直升机使用要求而具体确定。

技术总结本发明涉及直升机高径向粘弹阻尼器领域，涉及一种直升机高径向粘弹阻尼器耐久性验证方法。能通过试验验证阻尼器的平均失效时间和安全检查间隔期，保证直升机粘弹阻尼器的使用安全。相对于现有技术存在能够简单快速施加恒定的侧向力的优势。本发明提供了高径向稳定粘弹阻尼器弹性体耐久性试验载荷谱的编制方法、试验加载方法以及试验操作过程。本发明发还适用于二力杆结构，能够施加侧向载荷等疲劳试验。技术研发人员：吕明月,查建平,张佳琦,朱勇,熊欣,王玉合受保护的技术使用者：中国直升机设计研究所技术研发日：技术公布日：2024/11/18