直升机机身负刚度动力吸振隔振装置及其直升机制造方法及图纸

本发明专利技术提供了减振技术领域一种直升机机身负刚度动力吸振隔振装置，包括斜支撑杆，斜支撑杆包括支撑杆、腔体结构、主支承弹性元件、粘弹性元件、质量块、负刚度元件以及负刚度元件压缩量调节机构。粘弹性元件固定设置在支撑杆的底部凸台上，粘弹性元件上固定设置质量块，质量块上连接设置负刚度元件，粘弹性元件、质量块、负刚度元件以及主支承弹性元件并联设置。本发明专利技术通过设置主支承弹性元件、粘弹性元件、质量块、负刚度元件以及负刚度元件压缩量调节机构，负刚度元件压缩量调节机构可以实现负刚度最优时对应的负刚度元件压缩量，具有安全可靠、重量轻、体积小、成本低、操作方便的特点，而且对旋翼主激励频率之后的频段内振动不会再放大。会再放大。会再放大。

Negative stiffness dynamic vibration absorption and isolation device of helicopter fuselage and its helicopter

【技术实现步骤摘要】
直升机机身负刚度动力吸振隔振装置及其直升机


[0001]本专利技术涉及减振
，具体地，涉及一种直升机机身负刚度动力吸振隔振装置及其直升机。

技术介绍

[0002]直升机在开展民用和军事行动等特殊任务上发挥着重要的作用，由于其工作动力学环境的复杂性，直升机旋翼导致的振动载荷将传递至直升机的座舱致使其发生振动噪声，严重影响乘员和驾驶员的乘坐舒适性，同时影响直升机零部件的疲劳。降低旋翼振动载荷向机身的传递具有非常显著的价值和意义。但是由于直升机的旋翼和座舱的重量大、并且需要将旋翼产生的升力通过传动轴传递至主传动系统，另一个突出问题是直升机旋翼的旋转转速较低，但是转速固定，如果要隔振，隔振频率非常低，隔振元件的静态变形会达到不可接受。因此对直升机来说，采用隔振技术是不可行的。
[0003]国内外学者为减轻直升机振动水平进行了大量的研究工作。针对直升机旋翼系统中隔振系统静变形不能太大与激励频率低这一矛盾，提出了动力反共振主支承弹性元件理论，这一新型的主支承弹性元件巧妙地结合了隔振和吸振，具有隔振特点和吸振特征，成功解决了直升机的振动问题。基于动力反共振的原理，构建了多种主支承弹性元件，如将单向动力反共振与聚焦柔性巧妙结合研制成SARIB隔振方案，能够隔离升力方向和旋翼旋转平面内的激振力。虽然动力反共振可以有效地隔离旋翼激励频率处的振动，但是其对于该频率之后的频段内的振动是放大的。
[0004]经现有技术检索发现，中国专利技术专利公告号为CN109356962A，公开了一种多维磁负刚度机构及其构成的多维磁负刚度减振系统。该专利技术由正刚度机构、多维负刚度机构、浮动框架、被减振体和安装基座构成。其中，正刚度机构是传统的弹性元件，连接被减振体和安装基座，提供X向、Y向和Z向的支撑力和基本减振功能。该专利技术就存在上述相关问题。
[0005]本专利技术提出一种直升机机身负刚度动力吸振隔振装置，在聚焦柔性的基础上，将连接旋翼和机身之间的单个支撑杆中原来的动力反共振主支承弹性元件修改为带有负刚度的动力吸振器，斜支撑杆由以下几部分组成：支撑杆、腔体结构、主支承弹性元件、粘弹性元件、质量块、碟簧、碟簧压缩量调节机构。这样设计基本不改变现有支撑杆的尺寸和布置形式，并且由于碟簧负刚度在振动时提供一部分惯性力，可减少动力吸振器对吸振质量的要求。因此，本专利技术结构设计巧妙，实用性强，能够解决上述问题，实际使用效果更好。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种直升机机身负刚度动力吸振隔振装置及其直升机。
[0007]根据本专利技术提供的一种直升机机身负刚度动力吸振隔振装置，包括斜支撑杆，所述斜支撑杆包括支撑杆、腔体结构、主支承弹性元件、粘弹性元件、质量块、负刚度元件以及负刚度元件压缩量调节机构；
[0008]所述粘弹性元件固定设置在所述支撑杆的底部凸台上，所述粘弹性元件上固定设置所述质量块，所述质量块上连接设置所述负刚度元件，所述粘弹性元件、所述质量块、所述负刚度元件以及所述主支承弹性元件并联设置。
[0009]一些实施方式中，所述主支承弹性元件固定设置在所述支撑杆的底部凸台上部与所述腔体结构的上方内壁之间，所述主支承弹性元件包括金属橡胶主支承弹性元件或金属主支承弹性元件任选一种。
[0010]一些实施方式中，所述腔体结构上设置有开口，所述支撑杆的底部凸台通过所述开口设置在所述腔体结构内。
[0011]一些实施方式中，所述粘弹性元件与所述质量块沿周向周期设置在所述支撑杆的底部凸台上，所述粘弹性元件与所述质量块固定设置在所述主支承弹性元件的内侧或外侧。所述粘弹性元件包括具有一定硬度和形状的橡胶元件、聚氨酯元件等能够提供刚度和阻尼的元件。
[0012]一些实施方式中，所述负刚度元件的一端连接设置所述质量块，所述负刚度元件的另一端连接设置在所述腔体结构的上方内壁上。
[0013]一些实施方式中，所述负刚度元件压缩量调节机构的一端连接设置所述质量块，所述负刚度元件压缩量调节机构的另一端固定设置在所述腔体结构上方外壁上。
[0014]一些实施方式中，所述负刚度元件的负动刚度的绝对值不大于所述粘弹性元件的动刚度。
[0015]一些实施方式中，所述支撑杆的上端连接设置在旋翼上。
[0016]一些实施方式中，所述腔体结构的外部底面与机身连接设置。
[0017]本专利技术还提供了一种直升机，包括所述的直升机机身负刚度动力吸振隔振装置。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0019]1、本专利技术通过设置采用碟簧的负刚度元件，碟簧结构紧凑，负刚度能力强，并且具有正静刚度的优点，碟簧在振动时提供一部分惯性力，可减少动力吸振器对吸振质量的要求，正静刚度可减小斜支撑杆的静态变形；
[0020]2、本专利技术通过设置粘弹性元件，橡胶材料制成的刚度和阻尼元件具有易于参数化设计和模具加工的优点，节省生产工时，提高生产效率；
[0021]3、本专利技术通过设置采用金属橡胶主支承弹性元件或金属主支承弹性元件，具有承载能力大、维护简单的特点；
[0022]4、本专利技术通过设置主支承弹性元件、粘弹性元件、质量块、负刚度元件以及负刚度元件压缩量调节机构，负刚度元件压缩量调节机构可以实现负刚度最优时对应的碟簧压缩量，具有安全可靠、重量轻、体积小、成本低、操作方便的特点，而且对旋翼主激励频率之后的频段内振动不会再放大。
附图说明
[0023]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0024]图1为本专利技术直升机机身负刚度动力吸振隔振装置的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术直升机机身负刚度动力吸振隔振装置在直升机旋翼和机身之间的连
接示意图；
[0026]图3为本专利技术直升机机身负刚度动力吸振隔振装置的基本原理图。
[0027]附图标记：
[0028]具体实施方式
[0029]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0030]如图1所示为本专利技术直升机机身负刚度动力吸振隔振装置的结构示意图。如图2 所示为本专利技术直升机机身负刚度动力吸振隔振装置在直升机旋翼和机身之间的连接示意图。如图3所示为本专利技术直升机机身负刚度动力吸振隔振装置的基本原理图。包括斜支撑杆1，斜支撑杆1包括支撑杆11、腔体结构12、主支承弹性元件13、粘弹性元件14、质量块15、负刚度元件16以及负刚度元件压缩量调节机构17。粘弹性元件14 固定设置在支撑杆11的底部凸台上，粘弹性元件14上固定设置质量块15，质量块 15上连接设置负刚度元件16，粘弹性元件14、质量块15、负刚度元件16以及主支承弹性元件13并联设置。
[0031]主支承弹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直升机机身负刚度动力吸振隔振装置，其特征在于，包括斜支撑杆(1)，所述斜支撑杆(1)包括支撑杆(11)、腔体结构(12)、主支承弹性元件(13)、粘弹性元件(14)、质量块(15)、负刚度元件(16)以及负刚度元件压缩量调节机构(17)；所述粘弹性元件(14)固定设置在所述支撑杆(11)的底部凸台上，所述粘弹性元件(14)上固定设置所述质量块(15)，所述质量块(15)上连接设置所述负刚度元件(16)，所述粘弹性元件(14)、所述质量块(15)、所述负刚度元件(16)以及所述主支承弹性元件(13)并联设置。2.根据权利要求1所述的直升机机身负刚度动力吸振隔振装置，其特征在于，所述主支承弹性元件(13)固定设置在所述支撑杆(11)的底部凸台上部与所述腔体结构(12)的上方内壁之间，所述主支承弹性元件(13)包括金属橡胶主支承弹性元件或金属主支承弹性元件任选一种。3.根据权利要求1所述的直升机机身负刚度动力吸振隔振装置，其特征在于，所述腔体结构(12)上设置有开口，所述支撑杆(11)的底部凸台通过所述开口设置在所述腔体结构(12)内。4.根据权利要求2所述的直升机机身负刚度动力吸振隔振装置，其特征在于，所述粘弹性元件(14)与所述质量块(15)沿周向周期设置在所述支撑杆(11)的底部凸台上，所述粘弹性元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄修长，华宏星，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：