[发明专利]一种直升机桨叶根部衬套过盈量确定方法

说明书

本发明提供了一种直升机桨叶根部衬套过盈量确定方法，属于直升机桨叶结构设计技术领域。所述方法包括：获取桨根衬套外径、套设在桨根衬套内的内衬套的内径与外径，以及获取衬套的弹性模量；确定桨根衬套与内衬套之间的过盈量与压力之间的关系；确定最大静摩擦力与压力之间的关系；获取直升机桨叶旋转状态下的衬套根部的轴向分力；在所述轴向分力小于等于所述压力的情况下，计算过盈量，根据过盈量设计桨根衬套与内衬套的内外径。本发明采用组合筒理论模型进行过盈量计算，计算模型更接近实际，计算结果更准确，可以有效解决衬套过盈量设计中多次迭代的问题，在设计初期就多方面考虑，避免后续出现故障的维修维护以及设计更改工作。

技术领域

本发明属于直升机桨叶结构设计技术领域，具体涉及一种直升机桨叶根部衬套过盈量确定方法。

背景技术

直升机旋翼系统中，主桨叶通过桨叶销穿过主桨叶桨根处衬套连接到桨毂上；在主桨叶桨根衬套中一般设计有维修用内衬套，其主要作用是防止桨叶销直接与桨根衬套在使用过程中发生磨损；在内衬套发生磨损或者其它损伤后，首先将受损内衬套镗掉，然后对桨根衬套进行扩孔，最后使用温差法装配新的内衬套，完成内衬套的返修更换。

内衬套外径与桨根衬套内径的过盈量是桨叶根部内衬套设计中的重要指标之一，过盈量的大小很大程度上影响内衬套在使用过程中的安全性和维护性，如果内衬套在使用过程发生滑移，便会影响直升机用户的使用。直升机在飞行过程中，内衬套与桨叶销之间的接触状态是非均匀的，内衬套主要受到桨叶销轴向的载荷(也就是离心力的分量)；因此在设计过程中考虑内衬套由过盈量产生的最大静摩擦力与桨叶离心力分量的大小关系为设计约束。

发明内容

为了解决直升机桨叶根部衬套过盈量的设计问题，首次将组合筒理论引入到直升机桨叶根部衬套装配过盈量的计算中，有效而真实的模拟了过盈装配的力学行为，并且采用试验方法和随机试飞进行了验证，解决了在桨叶根部衬套设计中过盈量的选取的问题。

本申请直升机桨叶根部衬套过盈量确定方法，包括：

步骤S1、获取桨根衬套外径、套设在桨根衬套内的内衬套的内径与外径，以及获取衬套的弹性模量；

步骤S2、确定桨根衬套与内衬套之间的过盈量与压力之间的关系；

步骤S3、确定最大静摩擦力与压力之间的关系；

步骤S4、获取直升机桨叶旋转状态下的衬套根部的轴向分力；

步骤S5、在所述轴向分力小于等于所述压力的情况下，计算过盈量，根据过盈量设计桨根衬套与内衬套的内外径。

优选的是，步骤S2中，桨根衬套与内衬套之间的过盈量与压力之间的关系为：

其中，c为桨根衬套外径、a为内衬套的内径、b为内衬套的外径，E为弹性模量，p为压力，Δ为过盈量。

优选的是，所述步骤S5中，所述轴向分力小于等于所述压力表示为：

F_a≤kF_μ

其中，F_a为轴向分力，F_μ为压力，k为由加工工艺误差引起的修正参数。

优选的是，所述k为0.9～1。

本设计方法的有益效果是：计算模型更接近实际的衬套的受力模型，并且通过试验验证和随机验证，结果更可靠，更准确也具有更高的适用性。

本发明的关键点：

将组合筒理论引入到衬套过盈量的计算中，模型更准确；

设计了一套桨叶根部衬套过盈量和松脱力试验方案和试验工装，进行过盈量验证；