橡胶蠕变对圆筒式粘弹阻尼器长度的影响分析.pdf

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1、总第185期2015年第3期直升机技术HELICOFrERTECHNIQUETotalNo．185No．32015文章编号：1673—1220(2015)03-006-05橡胶蠕变对圆筒式粘弹阻尼器长度的影响分析张昊，覃海鹰，吴明忠(中航工业直升机设计研究所，江西景德镇333001)摘要基于硅橡胶的本构关系，建立了线性模型和非线性模型两种粘弹性材料的蠕变分析模型，通过四剪块硅橡胶试样蠕变试验对建立的线性模型和非线性模型进行评估，确定了适合粘弹性阻尼器的蠕变分析方法，在此基础上完成了不同形变下的硅橡胶相

2、对蠕变量分析，得出了粘弹性阻尼器有限蠕变结论，并就此结论分析计算出某型机实际外场使用时粘弹阻尼器的蠕变情况。关键词橡胶蠕变；非线性模型；长度中图分类号：V255+．3；V250．3文献标识码：AAnalysisoftheInfluenceofRubberCreepontheLengthofCylindricalViscoelasticDamperZHANGHao，QINHaiying，WUMingzhong(ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute，

3、Jingdezhen，333001)AbstractThispaperbuiltalinearmodelandanon—-linearmodelthatbothanalyzingthecreepbehaviorbasedontheconstitutionrelationofthesiliconrubber．Then，evaluatedthelinearmodelandnon—linearmodelthroughafour—cutpiecesofsiliconerubbercreeptest，andde

4、terminedthesuitablecreepanalysismethodfortheviscoelasticdamper．Onthisbasis，wecompletedtheanalysisoftherelativecreepdeformationforthedifferentdeformation，SOthatit’Scomingtotheconclusionthatthecreep’Sdeformationislimited，andanalyzedandcalculatedthecreepof

5、theviscoelasticdamperofonehelicopterintheactualfieldbasedontheconclusion．Keywordsrubbercreep；non—linearmodel；length0引言旋翼阻尼器是直升机旋翼系统的关键部件，其主要功能是为旋翼桨叶的摆振提供阻尼，保证直升机有足够的稳定性裕度，从而防止“地面共振”。粘弹阻尼器是现代直升机旋翼系统上运用最多的阻尼器之一，其本身结构简单、可靠性高、维护性好等优点能大大降低直升机使用成本并减少停机时间¨J。粘弹

6、阻尼器的工作原理是利用粘弹材料剪切变形时产生很大的内阻尼来提供所要求的阻尼。但是由于其本身由金属和硅橡胶复合而成的结构特点，硅橡胶材料的性能就决定了阻尼器性能。而作为橡胶材收稿日期：2015一Ol一27作者简介：张昊(1992一)，男，安徽安庆人，硕士，助理工程师，研究方向为旋翼系统设计。2015年第3期张吴，覃海鹰，吴明忠：橡胶蠕变对圆筒式粘弹阻尼器长度的影响分析‘7·料，其自身的蠕变是不可避免的，特别是在动态工作条件下，其蠕变更会呈现加速现象。目前，圆筒式粘弹阻尼器在实际外场使用过程中出现了工作一

7、段时间后自然伸长的情况，由于阻尼器的伸长量无法预测，维护人员只能通过调节阻尼器两端的关节轴承来恢复最初的工装长度，同时也并不清楚阻尼器长度的变化趋势，因此有必要进行橡胶蠕变对粘弹阻尼器长度的影响的研究。1蠕变模型的建立硅橡胶属于典型的粘弹性材料，其力学行为介于弹性固体和粘性流体之间，可简化用弹簧和粘弹串联或并联的机械模型进行表述。本文通过建立两种不同的模型：标准线性固体模型、非线性模型，进行对比分析。1．1标准线性固体模型标准线性固体模型心j，是基于弹簧和阻尼器的微分型本构关系，主要由Kelvin模型

8、(由一个弹簧和一个阻尼器并联组成)与一个弹簧串联组成，见图l。其中E：，叼。为Kelvin模型的弹簧弹性模量和阻尼器的阻尼系数，E．为串联的弹簧弹性模量，根据本构关系将本模型的一般形式表达为：Ⅳ1心o-(t)+∑p☆Dk盯(t)=q。8(￡)+∑q^D‘s(￡)k=J^21(1)，其中，or(t)表示应力，占(t)表示应变，∥=去，P。，Ⅱ‘g。，g。是由材料所确定的常数，k，N。，Ⅳ2为整数。图1标准线性固体模型针对图1所示的标准线性固体模型，进行简化