[发明专利]一种无轴承旋翼地面共振试验方法

说明书

本发明公开了一种无轴承旋翼地面共振试验方法，属于无轴承旋翼试验技术领域。包括：步骤一、首先构建无轴承旋翼、试验台的仿真模型，并将两者模型组装后进行地面共振计算分析；步骤二、对试验系统中的设备检定、试验件检查及试验台各系统的调试；测点布置及传感器的安装；桨毂中心安装加速度传感器，用于测量旋转面内两个方向的加速度；旋翼轴上安装加速度传感器，用于测量旋翼轴的加速度，并提供过载监控；步骤三、信号源释放激励信号，所述激励信号经激励系统传递到自动倾斜器，自动倾斜器带动桨叶进行周期变距运动；步骤四、激励过程中采集旋翼桨毂、柔性梁和试验台各测点响应时间历程，处理分析无轴承旋翼和试验台的耦合模态频率和模态阻尼，判断是否具有地面共振稳定裕度。

技术领域

本发明属于无轴承旋翼试验技术领域，具体涉及一种无轴承旋翼地面共振试验方法。

背景技术

无轴承旋翼是目前最先进的直升机旋翼结构型式，它使用复合材料柔性梁取代传统铰接式旋翼桨毂的水平铰、垂直铰和轴向铰。由于柔性梁相对铰接式旋翼桨毂刚度较大、变形复杂，桨叶挥舞、摆振和变距运动耦合较强，以致无轴承旋翼构型的直升机气动机械耦合动力稳定性问题比铰接式或球柔性桨毂旋翼的地面共振问题更复杂、更突出。

无轴承旋翼装试验台地面共振试验，是在进行了试验台地面共振分析之后，表明试验台在全部工作转速范围内，不存在地面共振问题，并有一定的稳定裕度的基础上进行。无轴承旋翼装试验台地面共振试验的目的是检查试验台安装无轴承旋翼后在全部工作转速范围内有无地面共振。

通过无轴承旋翼装动力学试验台地面共振稳定性试验，为无轴承旋翼直升机地面共振理论计算分析与完善提供实测数据，对我国先进直升机地面共振设计、分析和试验有一定工程参考价值，为无轴承旋翼直升机动力学设计和试验验证提供可靠技术方法。

发明内容

本发明的目的：为了解决上述问题，本发明提出了一种无轴承旋翼地面共振试验方法，通过周期变距激励扰动，检查试验台各状态下复杂的耦合情况，要求处于稳定不应发生共振现象；通过无轴承旋翼装动力学试验台地面共振稳定性试验，验证无轴承旋翼直升机地面共振建模分析方法的正确性，为相关分析与模型修正提供试验数据。

本发明的技术方案：一种无轴承旋翼地面共振试验方法，包括以下步骤：

步骤一、首先构建无轴承旋翼、试验台的仿真模型，并将两者模型组装后进行地面共振计算分析；

若仿真试验中的地面共振计算分析结果具有稳定裕度，则进行无轴承旋翼地面共振试验；

步骤二、构建无轴承旋翼地面共振试验系统；

a)对试验系统中的设备检定、试验件检查及试验台各系统的调试；

b)测点布置及传感器的安装；

桨毂中心安装加速度传感器，用于测量旋转面内两个方向的加速度；

旋翼轴上安装加速度传感器，用于测量旋翼轴的加速度，并提供过载监控；

柔性梁的多个剖面分别粘贴挥舞、摆振应变片并组成全桥；

c)将试验台俯仰方向、滚转方向及升降方向锁死；

步骤三、对试验台的自动倾斜器进行周期变距激励；

信号源释放激励信号，所述激励信号经激励系统传递到自动倾斜器，自动倾斜器带动桨叶进行周期变距运动；

步骤四、数据采集及分析；

激励过程中采集旋翼桨毂、柔性梁和试验台各测点响应时间历程，处理分析无轴承旋翼和试验台的耦合模态频率和模态阻尼，判断是否具有地面共振稳定裕度。

优选地，根据所述旋翼轴上安装的加速度传感器测得的振动量进行过载监控：

若振动值小于0.2g，为正常状态；