[发明专利]一种飞机液压管道用卡箍及其设计方法

摘要

本发明公开了一种飞机液压管道用卡箍及其设计方法，方法包括：一、建立卡箍和液压管道振动学方程模型，获取隔振传递率；二、根据飞机飞行剖面，得出目标函数，确定优化参数阻尼率ξ；三、根据优化的阻尼率确定飞机液压管道用卡箍的材料，设计卡箍结构。卡箍包括紧固螺栓、弹簧垫片、上金属橡胶垫块、上ABS塑料卡箍块、下ABS塑料卡箍块和下金属橡胶垫块；下ABS塑料卡箍块内嵌入下金属橡胶垫块，上ABS塑料卡箍块内嵌入上金属橡胶垫块，飞机液压管道位于下金属橡胶垫块与上金属橡胶垫块之间，两个紧固螺栓穿过上ABS塑料卡箍块和下ABS塑料卡箍块，紧固螺栓与上ABS塑料卡箍块之间设有弹簧垫片。本发明提出了以飞机飞行剖面确定的激振源频率点所对应的隔振率加权和为设计卡箍参数的依据，并根据此设计卡箍。

主权项

1.一种飞机液压管道用卡箍的设计方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤一：建立卡箍和液压管道振动学方程模型，获取隔振传递率；建立卡箍模型，飞机液压充液管道为集中质量块m，k为卡箍刚度，c为卡箍阻尼系数，飞机液压管道中流体的脉动产生的激振力为F(t)，管道受到振动冲击位移为x(t)，F_b(t)表示传递到飞机基础支架上的力；建立模型运动方程：mx··(t)+cx·(t)+kx(t)=F(t)---(1)]]>设作用在飞机液压管道激振力与位移为：F(t)＝Fe^iωt              (2)x(t)＝Xe^iωt              (3)其中，ω为管道激振源振动频率，F，X是由初始条件确定的常数；将式(2)、(3)代入式(1)中，得：-ω²mXe^iωt+iωcXe^iωt+kXe^iωt＝Fe^iωt          (4)X=Fk-ω2m+iωc---(5)]]>传递到飞机基础支架上的力为F_b(t)：Fb(t)=cx·(t)+kx(t)---(6)]]>将式(3)代入(6)中，可得：Fb(t)=kXeiωt+iωcXeiωt=k+iωck-ω2m+iωcFeiωt]]>(7)=1+i2ξ(ω/ωn)1+i2ξ(ω/ωn)-(ω/ωn)2Feiωt]]>其中，ω_n为充液管道的固有频率，ξ为充液管道的阻尼率，传递到飞机基础支架上的F_b(t)与F(t)之间绝对值之比称为隔振传递率T；则飞机液压管道经过卡箍的隔振传递率T为：T=|Fb(t)F(t)|=1+[2ξ(ω/ωn)]2[1-(ω/ωn)2]2+[2ξ(ω/ωn)]2---(8)]]>步骤二：根据飞机飞行剖面，得出目标函数，确定优化参数ξ；根据飞机飞行剖面，得到飞机液压泵在不同转速下的时间比例，飞机液压泵转速与激振源频率一一对应，不同频率所占据的时间比例不同，设定不同频率点的权重比，以不同频率点带入到式(8)中得到不同的隔振传递率，将各传递率以权重比分配得到加权和T_F，如式(9)所示；T_F＝a₁T(ω₁)+a₂T(ω₂)+…a_iT(ω_i)+…+a_mT(ω_m)            (9)其中，ω_i为飞机液压泵不同转速对应的频率；a_i为飞机液压泵不同转速所占据的时间百分比；式(9)为优化的目标函数，其中，ω_n是确定值；ξ是阻尼率，是与卡箍阻尼和刚度有关的值，因此改变卡箍材料，优化其阻尼率使式(9)值降为最低；步骤三、根据优化的阻尼率确定飞机液压管道用卡箍的材料，设计卡箍结构；通过步骤二得到的阻尼率ξ，查阅相关手册，选择飞机液压管道用卡箍的材料，设计卡箍结构。