直升机尾传动轴抗弹击损伤研究综述

直升机尾传动轴在军事应用中容易遭受弹击损伤,严重影响直升机飞行安全。为此,国内外开展了大量直升机尾传动轴抗弹击损伤研究工作。本文首先从军事需求角度阐述尾传动轴抗弹击损伤研究的重要意义。然后从尾传动轴弹击损伤评定指标、研究方法、影响因素以及尾传动轴抗弹击性能提升方法4方面介绍了国内外直升机尾传动轴抗弹击损伤研究现状及其发展趋势。最后论述了国内在尾传动轴抗弹击损伤研究方面的不足之处,并从材料性能参数测试、新型数值仿真模拟方法、尾传动轴抗破片冲击研究和弹击复合材料尾传动轴数值模拟4方面展望了我国在尾传动轴抗弹击损伤方面亟需开展的研究。

基于黏弹性材料的高阻尼复合材料传动轴减振性能研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)具有优异的综合性能,近年来已被广泛应用于各种主承力件和次承力件的制作。本文引入黏弹性高阻尼橡胶与CFRP结合设计了高阻尼复合材料传动轴,基于模态应变能法,利用数值分析研究了所设计的高阻尼复合材料传动轴、CFRP轴与金属轴的阻尼损耗因子,并通过自由振动试验验证了数值分析的结果。在船用传动轴系中易出现各类振动,本文搭建了船用传动轴系横向振动测试试验平台,比较了各组传动轴在不同工况下对横向振动的减振效果,并通过静态纵向振动试验研究了各组传动轴对纵向激励的响应差异。本研究对高阻尼复合材料传动轴的设计研发提供了参考。

一种用于波导中传动轴的级联宽带扼流装置

为了抑制波导中引入传动轴导致的微波泄露,保障系统的正常运行,提出了一种级联宽带扼流装置。利用阻抗变换原理分析了级联宽带扼流装置的带宽特性,通过增加介质片的数量提升扼流装置的频带宽度。根据等效波长原理,提高介质片介电常数可缩小扼流装置的体积。通过电磁仿真软件构建扼流装置模型,并分析了介质片数量、介电常数和尺寸对扼流装置性能的影响。仿真结果表明:工作频率为10 GHz时,双层扼流装置的泄露损耗在9.70~10.82 GHz带宽范围内小于-40 dB,相对带宽达到8.2%。最后,采用简化仿真模型进行了实物加工和测试,测试结果证实了仿真结果的正确性,同时验证了该扼流装置的低损耗和宽频带特性。

直升机尾传动轴弹击损伤数值模拟研究

面向直升机尾传动轴抗弹击设计,开展了不同因素影响下尾传动轴弹击损伤规律数值模拟研究。基于有限元仿真软件建立了尾传动轴弹击损伤数值仿真模型,并通过弹击试验验证模型的可靠性。进而基于经验证的数值仿真模型,分析了偏移量和入射角两个典型参数对尾传动轴弹击损伤的影响规律。分析结果表明:尾传动轴弹击损伤程度随着子弹偏移量及入射角的增大,呈现先增大后减小的趋势,在切边位置、入射角为75°工况下尾传动轴弹击损伤最为严重。在此基础上,进一步研究了摩擦因数、子弹入射速度、尾传动轴转速、子弹偏航角四个弹靶参数对尾传动轴弹击损伤的影响规律。研究结果表明:摩擦因数对尾传动轴弹击损伤影响较小,尾传动轴转速、子弹入射速度和子弹偏航角均对尾传动轴弹击损伤有较大影响。

直升机超临界尾传动轴干摩擦阻尼器碰摩响应边界特性分析

为最大化提高直升机功重比,越来越多的直升机设计中应用了超临界尾传动系统,这一系统会导致跨临界振动的产生。安装干摩擦阻尼器是一种常见的抑制直升机尾传动轴跨临界剧烈振动的方法。以某装有干摩擦阻尼器的尾传动轴为研究对象,建立控制方程,并分析系统在传动轴偏心激励下各类碰摩响应的边界特性。建立传动轴/阻尼器系统的非线性控制方程;依据扫频获得系统典型碰摩响应特征,使用解析法针对无碰摩响应求解碰摩发生边界,并对同频全周碰摩响应求解其稳定性条件的边界;通过Runge-Kutta法验证了所推导的响应边界,并探讨了响应边界与系统参数的影响关系。

联轴器传动轴断裂原因

某型号联轴器传动轴在使用过程中发生断裂现象。采用宏观观察、化学成分分析、力学性能测试、扫描电镜分析、金相检验、热酸蚀试验等方法分析了该传动轴断裂的原因。结果表明:传动轴内部存在白点缺陷,材料中存在较多的硫化物和呈沿晶特征的二次裂纹;氢原子在硫化物附近聚集,形成氢陷阱,在组织和内应力的共同作用下,裂纹在氢陷阱部位萌生并扩展,形成氢致裂纹,最终导致传动轴断裂。

汽车传动轴铝合金平衡片凸焊技术研究

采用中频逆变凸焊机对铝合金平衡片与φ114 mm×2.5 mm传动轴进行凸焊试验,设计专用凸焊电极,分析了凸焊电极、电极压力及焊接参数对焊接质量的影响。研究表明,采用匹配的凸焊电极可以避免轴管表面烧损缺陷的产生,保证两凸点电流均匀分配,实现良好焊接;随着电极压力的增加,传动轴径向变形量基本呈上升趋势,电极压力<6 500 N时,传动轴径向变形量<0.1 mm,满足使用要求;焊接电流38 kA,焊接时间140 ms,电极压力4.6 kN连续焊接25个焊点,平衡片破坏扭矩均大于90 N·m,焊点一致性较好。

基于传递路径理论的车辆传动轴不平衡振动噪声控制方法

车辆传动轴为长管结构,其不平衡引起的噪声和振动是后驱/四驱车辆开发过程中较为常见的疑难问题。首先,提出一种基于传递路径理论的车辆传动轴不平衡振动噪声控制方法,运用转子不平衡动力学原理,实现传动系统不平衡激励求解与加载;然后,将有限元分析方法和传递路径原理相结合,综合考虑传动轴柔性挠度及各系统解耦;最后,完成系统模态和传动系统柔性的匹配设计。基于传统动力学分析,创新性地建立了传动轴挠度与整车底盘传动系模态及车身结构集成方法。该方法可应用于后驱/四驱车型的车内噪声前期优化设计,有效避免了实车阶段传动系统不平衡激励引起的性能抱怨,缩短了车辆开发周期,提升了客户满意度。

动力传动轴动平衡工艺研究与应用

某型动力传动轴结构复杂,外表面花键涂层不允许磨损,动平衡在工作全转速下进行,高转速旋转时不平衡量值会产生波动,对动平衡工装及工艺方法要求高。开展动力传动轴动平衡工艺研究,采用理论计算和平衡试验相结合的分析方法,通过动平衡工装设计优化,采用如双频测速、雷达图监控、不平衡量的矢量图等分析先进动平衡方法,实现了动力传动轴动平衡故障和难点攻克,形成了一套实用有效的平衡工艺流程。

钢管轧机主传动轴动态平衡的液压控制系统设计

钢管轧机的主传动万向轴长度长、直径大和质量大,万向轴高速旋转时的回转摆动幅度较大,该状况严重影响传动轴与轧辊连接处的联轴节的使用寿命。对此,设计了一种传动轴重量动态平衡系统,以限制传动轴的回转幅度,延长传动轴联轴节的使用寿命。通过详细介绍该动态平衡系统的组成及液压控制系统的原理,为实现该控制系统的高效应用提供参考。

R2粗轧机主传动轴强度及疲劳计算研究

R2粗轧机是金属加工领域中广泛应用的关键设备之一。在其工作过程中,主传动轴承载着巨大的轴向和弯曲载荷,因此,其强度和疲劳寿命的计算对于保障设备的正常运行和生产效率的提高具有重要意义。文章基于R2粗轧机主传动轴的实际情况,进行了强度及疲劳计算的研究。通过对主传动轴材料性能的分析,建立了强度计算模型,并采用有限元方法分析了其在工作环境下的受力情况。同时,根据疲劳损伤理论,结合振动信号分析,对主传动轴进行了疲劳寿命预测。研究结果表明,主传动轴在设计要求下具备足够的强度,并且疲劳寿命满足工作要求。

隔离供电系统传动轴结构设计及振动试验

隔离供电系统是矿物成分检测设备的关键部分之一,其电能输送的效率直接影响其他设备的正常运行,而传动轴是电能输送的重要组件。设计了一种花键结构传动轴以满足强度要求,并采用ANSYS有限元分析软件对传动轴进行了模拟分析,模拟结果显示,传动轴在受扭转载荷的情况下,传动轴的应力应变分布是均匀的,其临界转速也符合设计指标。通过振动试验进行验证,实际工况下传动轴的转速比共振转速高出很多,可以避免共振现象的发生,说明所设计的传动轴性能能够达到隔离供电系统传动轴的要求。

汽车传动轴轻量化设计研究

汽车传动轴轻量化设计是汽车工程领域的重要研究方向之一。该文概述汽车传动轴轻量化设计,分析汽车传动轴轻量化设计意义和基础,包括传动轴刚度标准和扭转振动特性、材料选择、结构优化、制造工艺可行性,提出汽车传动轴轻量化设计策略,旨在优化汽车传动轴轻量化设计效果。

导轨式胶轮车辆传动轴失效原因分析与优化设计

[目的]导轨式胶轮车辆传动轴的结构可靠性对列车运行安全性至关重要。该车辆在某条城市轨道交通线路上进行冰雪试验时,多次出现传动轴断裂现象而导致失效。因此需分析传动轴失效原因,并对其进行优化设计。[方法]从传动轴失效断面宏观检测及失效件材料理化检测两方面分析了传动轴断裂的原因。采用无线扭矩测试系统对该条线路五号站—六号站、五号站—七号站区间传动轴的实时载荷进行了测试,并分析其测试结果。优化了传动轴结构设计。对优化后的传动轴台架进行了强度测试,以及对优化后的传动轴进行了疲劳试验。[结果及结论]传动轴断裂的原因为:十字轴的过载脆性断裂和双联轴套的疲劳断裂。两个区间的测试结果显示:传动轴的最大扭矩均出现在车辆打滑状态下,其实际扭矩虽小于设计的最大工作扭矩,但由于扭矩短时间内发生变化时,其受到的冲击能量远大于正常工况下的扭矩变化值。传动轴结构的优化措施为:增大十字轴的轴径,在十字轴圆弧过渡处增大倒圆角,进一步减小应力集中;通过在双联轴套上增加加强筋,提高双联轴套轴肩部的强度。优化后的传动轴台架强度测试表明,满足设计要求;优化后的传动轴疲劳试验表明,试验合格。

直升机尾传动轴弹体冲击动力响应与失效破坏

直升机在低空作战时,尾传动轴易被地面高射枪弹击中产生弹击损伤。为获得弹体入射角度和速度对尾传动轴动力响应与失效破坏的影响,本文中建立了尾传动轴弹体冲击动力学有限元模型,结合实验验证了有限元模型的准确性,分析了弹体在不同入射角度和速度下尾传动轴的失效破坏规律,计算了弹体不同入射角度下尾传动轴凸面和凹面的临界穿透速度,得到了弹体入射角度、速度与2次冲击力峰值及其时间间隔函数变化关系,提出了一种弹体冲击参数估算方法。分析结果表明,尾传动轴的失效破坏形式呈向后翻转的花瓣型,射出孔损伤比射入孔更大;其凸面和凹面临界穿透速度随弹体入射角度的增大而增大,弹体速度远大于凸凹面临界穿透速度或正冲击时,弹道轨迹无明显偏转;冲击力峰值随弹体入射角度的增大而减小,随弹体速度的增大而增大,而2次冲击力峰值时间间隔随弹体入射角度的增大而增大,随弹体速度的增大而减小;基于2次冲击力峰值时间间隔和弹道轨迹路程能有效计算弹体冲击参数,误差在5%以内。这将为在线监测尾传动轴弹击状态提供参考依据,确保直升机在严酷战场中的安全飞行与任务执行。

尾传动轴轴承性能试验机的研制

直升机市场的不断发展,对与直升机尾传动轴相配套的深沟球轴承的性能和可靠性提出更高的要求。为了对某款直升机尾传动轴所使用的深沟球轴承进行寿命和可靠性试验,现设计一款尾传动轴轴承性能试验机,使用变频器控制电机改变试验轴承转速,使用弹簧加载系统和丝杠螺母加载系统来模拟轴承在实际工作过程中的受载情况,通过温度传感器和振动传感器测量轴承运转状态。经过多个型号轴承的载荷谱试验后,证明该试验机运行稳定可靠,能够满足设计要求,可用于直升机尾传动轴轴承的试验研究。

螺杆钻具传动轴水帽冲蚀特性分析及结构优化

螺杆钻具是目前广泛使用的井下动力钻具,其工作性能直接影响钻井效率。但结构中的传动轴和水帽因水力冲蚀易发生断裂,进而导致螺杆钻具无法正常工作,因此有必要对水帽和传动轴冲蚀特性开展研究。基于计算流体力学(CFD)建立三维水帽及传动轴冲蚀有限元计算模型,分析水帽导流孔数量、当量直径、倾角及传动轴结构对冲蚀的影响,并对其结构进行优化。研究结果表明:综合冲蚀范围和冲蚀率,建议水帽导流角度为45°;导流孔数量的增加会增加冲蚀区域,建议导流孔个数为3个;传动轴冲蚀率随着凹槽宽度的增加而增加,且圆弧截面可有效减小冲蚀;传动轴出口直径对其冲蚀率的影响较小。研究结果可为获得螺杆钻具水帽及传动轴的冲蚀特性和结构优化设计提供借鉴。

驷马山乌江船闸横拉门传动轴改造

驷马山乌江船闸是滁河流域航运系统中的重要组成部分,其安全运行对于航运业和经济发展至关重要。本文介绍了驷马山乌江船闸传动轴改造的背景和意义,分析了影响驷马山乌江船闸运行安全的因素,现有船闸传动轴存在的问题,并提出相应的驷马山乌江船闸横拉门设备传动轴改造措施和改造方案。

基于Optistruct的汽车传动轴仿真分析及轻量化设计

以商用车传动轴为研究对象,基于Optistruct有限元分析软件对其进行力学仿真分析,考察在最大扭矩作用下传动轴上各部件的应力与位移分布情况,校核其强度和刚度.结合传动轴的应力分布和制造工艺要求,对传动轴部件开展轻量化设计.结果表明:利用仿真分析手段可以快速得到传动轴总成的传力路径,引入制造工艺要求进行轻量化设计后的部件不仅满足制造加工要求,而且应力分布更均匀.传动轴整体结构从原始23.8 kg减少为16.8 kg,减质量占比30%.该轻量化设计方法可在满足传动轴结构强度情况下快速实现减重目标.

某船用柴油机气马达传动轴断裂失效分析

某项目开发过程中,气动马达的传动轴起动约25~30次时发生早期断裂故障。通过对使用工况、结构特点、硬度分析、金相分析等方面,分析了该气马达传动轴断裂失效的原因。分析结果表明:该传动轴的断裂模式为多源性疲劳断裂。主要原因为异常冲击造成的传动轴花键根部产生初始裂纹,伴随着花键轴不合理的结构设计,不合理的热处理工艺等因素,导致裂纹逐步扩展,最终发展为断裂失效。