【技术实现步骤摘要】
轻度失油状态下直升机中减摩擦动力学确定方法及系统
[0001]本专利技术涉及航空传动动力学领域，特别是涉及一种轻度失油状态下直升机中减摩擦动力学确定方法及系统。
技术介绍
[0002]直升机飞行过程中，若中间减速器的滑油系统出现故障或遭遇攻击，进入失油状态后油量会迅速减少直至无油，导致齿面摩擦、磨损及振动加剧，中间减速器内部温度急剧升高，甚至会引起直升机传动系统失效。
[0003]直升机中间减速器充分润滑时，零部件接触界面由油膜完全隔开；自进入失油状态后，油量逐渐减少、膜厚变薄、温升较小，此时接触界面间仍以弹流润滑液体膜为主，该阶段称为轻度失油状态；随着膜厚持续变薄直至破裂，齿面温升剧烈，摩擦磨损及振动加剧，接触界面间载荷由单层吸附膜润滑和粗糙峰共同承担，此时称为重度失油状态。具体状态变化如图1所示。
[0004]考虑到轻度失油状态与重度失油状态下的中减动力学演变机理存在较大差异，因此，需要对其摩擦动力学确定方法单独研究。然而，目前尚未有技术能够对轻度失油状态下的摩擦动力学进行建模和具体计算。
[00...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种轻度失油状态下直升机中减摩擦动力学确定方法，其特征在于，包括：获取弧齿锥齿轮的单位载荷矩阵；基于弧齿锥齿轮的有限元模型和所述单位载荷矩阵，确定所述弧齿锥齿轮的齿面啮合刚度；基于CFD方法和VOF两相流模型，确定轻度失油状态下弧齿锥齿轮的齿面油气体积分数及阻力矩；基于所述齿面油气体积分数，对轻度失油状态下的弧齿锥齿轮的齿面润滑状态进行划分，并将划分后的齿面润滑状态分别进行齿面摩擦系数计算；基于所述齿面啮合刚度、所述阻力矩、所述齿面摩擦系数和轻度失油状态下中间减速器啮合单元的摩擦动力学模型，得到轻度失油状态下的主动轮振动位移和轴心轨迹；其中，所述轻度失油状态下中间减速器啮合单元的摩擦动力学模型根据集中质量法和有限元节点模型确定。2.根据权利要求1所述的轻度失油状态下直升机中减摩擦动力学确定方法，其特征在于，所述基于弧齿锥齿轮的有限元模型和所述单位载荷，确定所述弧齿锥齿轮的齿面啮合刚度，具体包括：根据所述弧齿锥齿轮的加工参数构建弧齿锥齿轮的轮齿三维模型，并对所述轮齿三维模型进行网格划分，得到轮齿有限元模型；基于所述轮齿有限元模型，确定齿轮的变形向量矩阵；构建齿轮刚度平衡方程；基于所述齿轮刚度平衡方程、所述变形向量和所述单位载荷矩阵，确定所述弧齿锥齿轮的齿面啮合刚度。3.根据权利要求1所述的轻度失油状态下直升机中减摩擦动力学确定方法，其特征在于，所述轻度失油状态下中间减速器啮合单元的摩擦动力学模型的确定过程为：构建中间减速器的有限元节点模型；基于所述中间减速器的有限元节点模型，得到每个轴段单元的广义位移向量、刚度矩阵、阻尼矩阵和质量矩阵；构建传动系统动力学建模方程；基于传动系统动力学方程和集中质量法，得到弧齿锥齿轮的动态啮合力、啮合阻尼；基于所述传动系统动力学建模方程、所述弧齿锥齿轮的动态啮合力和啮合阻尼、以及每个所述轴段单元的广义位移向量、刚度矩阵、阻尼矩阵和质量矩阵，得到系统整体的质量矩阵、整体阻尼矩阵、刚度矩阵和作用力矩阵；基于所述系统整体的质量矩阵、整体阻尼矩阵、刚度矩阵和作用力矩阵，构建轻度失油状态下中间减速器啮合单元的摩擦动力学模型。4.根据权利要求1所述的轻度失油状态下直升机中减摩擦动力学确定方法，其特征在于，所述基于CFD方法和VOF两相流模型，确定轻度失油状态下弧齿锥齿轮的齿面油气体积分数及阻力矩，具体包括：构建基于VOF的轻度失油过程下的中间减速器内部流场数值模型；对所述轻度失油过程下的中间减速器内部流场数值模型进行网格划分；基于网格划分后的中间减速器内部流场数值模型，采用CFD方法计算中间减速器内部
流场分布数据；根据所述中间减速器内部流场分布数据，确定轻度失油状态下弧齿锥齿轮的齿面油气体积分数及阻力矩。5.根据权利要求4所述的轻度失油状态下直升机中减摩擦动力学确定方法，其特征在于，所述中间减速器内部流场数值模型采用非结构化四面体网格进行划分。6.根据权利要求4所述的轻度失油状态下直升机中减摩擦动力学确定方法，其特征在于，所述齿面摩擦系数包括第一齿面摩擦系数和第二齿面摩擦系数；所述基于所述齿面...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆凤霞，曹学晨，李牟，鲍和云，靳广虎，朱如鹏，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。