飞机蒙皮铆接过程中阻尼减振降噪方法探讨

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1、2010年8月沈阳航空工业学院学报Aug．2010第27卷第4期JournalofShenyangInstituteofAeronauticalEngineeringV01．27No．4文章编号：1007—1385(2010)04—0012—06飞机蒙皮铆接过程中阻尼减振降噪方法探讨任开勋沙云东(沈阳航空航天大学动力与能源工程学院，辽宁沈阳110136)摘要：针对铆接工作过程中振动和噪声过大影响工作人员身体健康以及装配质量等严峻问题，介绍了阻尼减振降噪技术，探讨了铆接过程中阻尼减振降噪的可行性技术，并简要的介绍了国内外在这一方面的研究成果。最后，认为利用建模仿真模拟来优

2、化阻尼结构的设计和开发以及确定阻尼敷设的最优位置等。并总结出如何设计阻尼器以及设计一款合适的阻尼器所必需具备的几个特性。关键词：铆接；减振降噪；建模；优化；阻尼器中图分类号：V261．2+9文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1007—1385．2010．04．004目前铆接技术在飞机制造过程中仍然占有极其重要的地位。因为铆接的连接强度比较稳定可靠，容易检查和排除故障，适用于较复杂的结构连接。特别是航空航天器中蒙皮和框架的连接基本上采用铆接工艺。据估算。飞机装配劳动量约占整个飞机制造劳动量的40％一50％之间，其中铆接劳动量约为30％⋯。目前，在飞机制造

3、的工艺过程中，飞机机身、机翼及尾段的制作仍然以手工铆接为主，采用的铆接工艺在装配现场会产生高声压级的噪声，具体表现在铆钉连接结构的工艺过程中。根据对某企业从事航空铆接作业的工作人员进行调查可知噪声对听力的损伤极大，具体数据见表l：表1接触噪声听力损伤类———j监麓L—面iE一合计损伤常。”据调查，在铆接工人的工作岗位，噪声级达到124dB(A)(绝对分贝，下同)；在距铆接作业地点约10米处测量到的噪声级为102dB(A)；约30米处仍然达到了92dB(A)‘3

4、。收稿日期：2010—05—27作者简介：任开勋(1985一)。男，浙￡r--flA，在读硕士，主要研究方向：

5、振动与噪声控制研究，E—mail：renl985—8—8@163．咖；沙云东(1966一)，男，黑龙江阿城人，教授，主要研究方向：航空发动机强度，振动及噪声。这些噪声指标远超出人体对于噪声的承受能力，对人的身体健康产生了极大地影响。因此，飞机结构铆接噪声一直是国内外航空制造业中一个长期未能解决的技术难题。它的主要危害在于：(1)对厂房以及检测仪器、机上电子设备造成声环境影响；(2)因铆接声压级过高造成工人耳聋，在航空企业中铆接工人存在“十人九聋”的现象，并带来心脏、血压等方面的疾病。同时由于铆接工具产生的振动还会导致铆工手臂振动症和诱发一些疾病；(3)影响飞机装配质量。

6、鉴于这种情况，人们一直致力于通过飞机机身制造工艺的改革，以此从根本上降低工作场所的噪声污染。通常噪声控制有三种途径：控制噪声源，降低主声源机械功率转化为辐射噪声的功率的比例；切断噪声传播途径，即将噪声源与被接受者隔离，包括降低噪声的传递效率和降低辐射面的辐射效率：保护噪声接受者HJ。其中最有效的方式是控制噪声源。针对这个问题和处理方法，技术人员通过不断提高铆接的机械化、自动化程度；在铆钉连接部位广泛采用粘接工艺以及使用电磁铆枪等新工艺加工方式来改善工作环境。但是目前最简单、最经济、最有效的方法是利用阻尼(从声源上)来达到减振降噪目的。就阻尼减振技术或振动控制而言，按不同

7、原第4期任开勋等：飞机蒙皮铆接过程中阻尼减振降噪方法探讨13理可分为两大类，即被动控制和主动控制。被动控制就是利用材料和结构阻尼响应外部变化，将振动能量衰减或转换成热能、机械能等进行减振降噪；主动控制是利用智能材料的自适应功能认识环境的变化(力等)，通过反馈回路使阻尼产生适当的响应，从而减少或消除结构上受到的作用力，从而达到抑制振动的目的¨J。以下仅对被动控制方法进行介绍。1阻尼减振降噪技术从力学原理上讲，通过适当改变结构元件的刚化、谐振系统的解谐或去藕、普通振动隔离、大阻尼隔振、动态吸振或粘弹性结构阻尼减振等可以达到减振降噪的目的。但考虑铆接过程中的实际情况，应用阻尼

8、材料进行减振降噪是最实际的方法。所谓阻尼减振降噪技术，就是应用高阻尼材料附着在结构件的表面，用其耗散结构件的振动能量，以达到衰减振动和降低结构辐射噪声的目的，并增强结构稳定性。阻尼通常具有以下作用㈣：(1)衰减共振时的振幅，减少结构内部的压力与疲劳；(2)使自由振动具有更快的衰减率；(3)衰减沿结构传递的振动波，即减少振动波的传递能量；(4)增加结构的隔声能力。结构件振动噪声的大小与其自身结构、阻尼材料的阻尼特性密切相关，在同样外界激励的情况下，材料的阻尼越大，结构振动越弱、噪声越低。对于一个整体结构而言，其接触阻尼是很小的，如铆接、螺接