一种复合型直升机主减周期撑杆制造技术

本发明专利技术提供一种复合型直升机主减周期撑杆，主要用于直升机舱内降噪；该撑杆包括撑杆本体和连接头，撑杆本体包括紧密连接的上筒和下筒以及包覆在上、下筒外部的外筒，上筒和下筒分别为若干层间隔设置的金属层和橡胶层串联组成的周期结构，上、下筒并联构成串/并联复合型周期结构；还包括上、下薄壁圆管，上薄壁圆管一端与下筒连接，另一端连接上连接头；下薄壁圆管一端连接在外筒的底面上，另一端连接下连接头；直升机飞行或地面停放时，撑杆两端分别受到拉伸和压缩载荷，保证撑杆内部金属和橡胶始终处于压缩状态，以避免其在拉力作用下的损坏，满足刚度、强度要求；配合合理的周期结构参数，可实现主减速器到机身宽频减振，实现直升机舱内降噪。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空系统
，具体为一种用于直升机舱内降噪的复合型直升机主减周期撑杆。
技术介绍
众所周知，直升机舱内噪声十分严重，影响驾乘人员的乘坐舒适性。其中，由主减速器齿轮啮合产生的谐波噪声是舱内噪声的主要来源之一，其频率范围一般在500~2000Hz之间。所谓主减撑杆是一种直升机主减速器和机体的连接结构，将周期结构嵌入主减撑杆可用于直升机舱内降噪，其降噪机理就是利用周期结构的宽频减振特性，阻碍主减速器振动向机体传递，从而达到降噪的目的。所谓周期结构，即弹性常数和密度周期分布的材料或结构。当振动波在周期结构中传递时，在两种不同介质的分界面处发生反射、折射和透射，波长的不同导致在界面处的反射和透射结果出现差异；若某一段频率范围内反射波和入射波的相位相反，此时反射波对入射波的削弱作用最大，从而出现所谓阻带效应，通过合理设计阻带，可实现主减速器到机身的宽频减振，进而实现直升机舱内降噪。目前，用于直升机舱内降噪频带的周期结构主要包括美国马里兰大学提出的主减周期撑杆（ASIRIS,BAZA,PINESD.PeriodicStrutsforGearboxSupportSystem.JournalofVibrationandControl,2005:709-721.）和美国宾州大学研制的周期隔振器（SZEFIJT,SMITHEC,LESIEUTREGA.Analysisanddesignofhighfrequencyperiodicallylayeredisolatorsincompression.41thAIAA/A-SME/ASCE/AHS/ASCStructures,StructuralDynamics&MaterialsConference,2000.），而这些周期结构均由金属和橡胶串联粘结构成。现有技术存在的问题和缺点：考虑到主减撑杆不仅承受压缩载荷，在直升机飞行时还需承受拉-拉交变载荷，若直接采用这种串联周期结构，由于橡胶的轴向拉伸能力远小于压缩能力，且受加工制造等条件限制，在较大拉伸载荷作用下，会出现橡胶被撕裂或者金属和橡胶之间的粘结层破坏等问题，而这将引起重大安全事故。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的不足，提供一种适用于直升机舱内宽频降噪的串/并联复合型直升机主减周期撑杆，该周期撑杆两端无论受到拉伸或压缩载荷，内部金属和橡胶始终处于压缩状态，以避免其在拉力作用下的破坏，从而满足撑杆刚度、强度特性要求；通过合理的选择复合型周期撑杆的参数，可实现主减速器到机身的宽频减振，进而实现直升机舱内降噪。本专利技术提供的一种复合型直升机主减周期撑杆，包括撑杆本体和连接头，所述撑杆本体包括紧密连接的上筒4和下筒5以及包覆在上、下筒外部的外筒3，所述上筒4和下筒5内部压制有若干层间隔设置的金属层和橡胶层；还包括上、下薄壁圆管，所述上薄壁圆管2一端与下筒5连接，另一端连接上连接头1；所述下薄壁圆管7一端连接在外筒3的底面上，另一端连接下连接头8。进一步的，所述上筒4为环状筒，包括若干层交替粘结连接的上筒橡胶9层和上筒金属10层，所述下筒5包括若干层交替粘结连接的下筒橡胶11层和下筒金属12层。更进一步的，所述最上筒橡胶9层有三层，上筒金属10层有两层，最上一层为上筒橡胶9层；所述上薄壁圆管2设置在上筒4的内环内，其外径略小于上筒4内环的内径；所述下筒金属12层有三层，最上一层为下筒金属12层，最下一层为下筒橡胶11层；所述最上一层下筒金属12层与上筒4的最下一层上筒橡胶9层粘结，且所述上薄壁圆管2的底面固定连接在最上一层下筒金属12层上表面上。更进一步的，所述橡胶层装配前进行预压缩处理，并且保证下筒5的预压缩量超过其在使用时的最大拉伸位移。进一步的，所述上筒4和下筒5并联形成内筒6。作为一种优选，所述金属层和橡胶层串联粘结。作为一种优选，所述内筒6与外筒3间有间隙。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：与现有技术相比，本专利技术的优点是在撑杆内部间隔叠置橡胶层和金属层，且橡胶层在制备时已经经过压缩处理，保证撑杆下筒预压缩量超过其拉伸位移；当撑杆两端受拉伸载荷时，上筒位于下筒第一层金属和外筒顶面之间，下筒第一层金属受上薄壁圆管向上的拉力并作用给上筒向上的压力，而外筒顶面受下薄壁圆管向下的拉力并作用在上筒向下的压力，因此上筒受压，下筒受拉，由于下筒的预压缩量超过其拉伸位移，内部金属和橡胶始终处于压缩状态；同样，当撑杆两端受压缩载荷时，上筒受拉，下筒受压，由于上筒的预压缩量超过其拉伸位移时，内部金属和橡胶将始终处于压缩状态。这样既能阻碍主减速器中高频振动向机体传递，达到舱内降噪的目的，又能保证撑杆在较大拉伸载荷作用下不破坏。同时上筒有较好的弹性，在较大拉伸载荷作用下，撑杆在受拉时会有较好的延伸性，可以减小结构的冲击作用，保护结构安全。另外，下筒具有较大的刚度，与上筒并联可以增大结构的刚度以及降低橡胶的压缩变形量，从而增大撑杆的稳定性。该专利技术方案简单，制作方便，安装容易，可以更好的实现主减周期撑杆的舱内降噪作用，保证结构在较大拉伸载荷作用下的安全，可以广泛用于直升机降噪领域。附图说明以下将结合附图对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术一种复合型直升机主减周期撑杆的轴视图；图2为本专利技术一种复合型直升机主减周期撑杆的四分之一剖视图；图3为本专利技术一种复合型直升机主减周期撑杆的参数设计流程图；图4为本专利技术一种复合型直升机主减周期撑杆两端的位移传递率；图5为本专利技术一种复合型直升机主减周期撑杆的等效应力云图；附图标注：1-上连接接头，2-上薄壁圆管，3-外筒，4-上筒，5-下筒，6-内筒，7-下薄壁圆管，8-下连接接头，9-上筒橡胶，10-上筒金属，11-下筒橡胶，12-下筒金属。具体实施方式本专利技术提供一种复合型直升机主减周期撑杆，为使本专利技术的目的，技术方案及效果更加清楚，明确，以及参照附图并举实例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1、图2所示，本专利技术提供的一种复合型直升机主减周期撑杆，包括上薄壁圆管2、安装于上薄壁圆管2上的上连接接头1、下薄壁圆管7、安装于下薄壁圆管7上的下连接接头8；以及内筒6、连接内筒6上下部分的外筒3。上薄壁圆管2一端与下筒5连接，另一端连接上连接头1；下薄壁圆管7一端与外筒3连接，另一端连接下连接头8。具体来说，该内筒6包括内筒中的填充材料整体形成一个由周期结构串/并联复合而成的撑杆主体，其中上、下筒之间为并联关系，上、下筒的内部可看作多层周期结构串联填充而成。本实施例以总共6层橡胶层和5层金属层串联作具体说明，则内筒6由上筒4和下筒5粘结组成，其中上筒4为环状筒，包括三层上筒橡胶9层和两层上筒金属10层，上筒橡胶9层和上筒金属10层间隔设置，最上一层为上筒橡胶9层，最上层的上筒橡胶9层与外筒3粘结；上薄壁圆管2设置在上筒4的内环内，其外径略小于上筒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合型直升机主减周期撑杆，包括撑杆本体和连接头，其特征在于，所述撑杆本体包括紧密连接的上筒（4）和下筒（5）以及包覆在上、下筒外部的外筒（3），所述上筒（4）和下筒（5）内部压制有若干层交替设置的金属层和橡胶层；还包括上、下薄壁圆管，所述上薄壁圆管（2）一端与下筒（5）连接，另一端连接上连接头（1）；所述下薄壁圆管（7）一端连接在外筒（3）的底面上，另一端连接下连接头（8）；所述橡胶层在装配前进行预压缩处理，并且保证下筒（5）的预压缩量超过其在使用时的最大拉伸位移。

【技术特征摘要】
1.一种复合型直升机主减周期撑杆，包括撑杆本体和连接头，其特征在于，所述撑杆本体包括紧密连接的上筒（4）和下筒（5）以及包覆在上、下筒外部的外筒（3），所述上筒（4）和下筒（5）内部压制有若干层交替设置的金属层和橡胶层；还包括上、下薄壁圆管，所述上薄壁圆管（2）一端与下筒（5）连接，另一端连接上连接头（1）；所述下薄壁圆管（7）一端连接在外筒（3）的底面上，另一端连接下连接头（8）；所述橡胶层在装配前进行预压缩处理，并且保证下筒（5）的预压缩量超过其在使用时的最大拉伸位移。
2.根据权利要求1所述的一种复合型直升机主减周期撑杆，其特征在于，所述上筒（4）为环状筒，包括若干层交替粘结连接的上筒橡胶（9）层和上筒金属（10）层，所述下筒（5）包括若干层交替粘结连接的下筒橡胶（11）层和下筒金属（12）层。
3.根据权利要求1所述的一种复合型直升机主减周期撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆洋，王风娇，马逊军，秦一凡，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32