一种复合型直升机主减周期撑杆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于航空系统技术领域，具体为一种用于直升机舱内降噪的复合型直升机主减周期撑杆。
【背景技术】
[0002]众所周知，直升机舱内噪声十分严重，影响驾乘人员的乘坐舒适性。其中，由主减速器齿轮啮合产生的谐波噪声是舱内噪声的主要来源之一，其频率范围一般在500?2000Hz之间。所谓主减撑杆是一种直升机主减速器和机体的连接结构，将周期结构嵌入主减撑杆可用于直升机舱内降噪，其降噪机理就是利用周期结构的宽频减振特性，阻碍主减速器振动向机体传递，从而达到降噪的目的。所谓周期结构，即弹性常数和密度周期分布的材料或结构。当振动波在周期结构中传递时，在两种不同介质的分界面处发生反射、折射和透射，波长的不同导致在界面处的反射和透射结果出现差异;若某一段频率范围内反射波和入射波的相位相反，此时反射波对入射波的削弱作用最大，从而出现所谓阻带效应，通过合理设计阻带，可实现主减速器到机身的宽频减振，进而实现直升机舱内降噪。
[0003]目前，用于直升机舱内降噪频带的周期结构主要包括美国马里兰大学提出的主减周期撑杆(ASIRI S，BAZ A, PINES D.Per1dic Struts for Gearbox Support System.Journal of Vibrat1n and Control, 2005:709-721.)和美国宾州大学研制的周期隔振器(SZEFI J T, SMITH E C， LESIEUTRE G A.Analysis and design of high frequencyper1dically layered isolators in compress1n.41th AIAA/A-SME/ASCE/AHS/ASCStructures, Structural Dynamics & Materials Conference, 2000.)，而这些周期结构均由金属和橡胶串联粘结构成。
[0004]现有技术存在的问题和缺点:考虑到主减撑杆不仅承受压缩载荷，在直升机飞行时还需承受拉-拉交变载荷，若直接采用这种串联周期结构，由于橡胶的轴向拉伸能力远小于压缩能力，且受加工制造等条件限制，在较大拉伸载荷作用下，会出现橡胶被撕裂或者金属和橡胶之间的粘结层破坏等问题，而这将引起重大安全事故。
【发明内容】
[0005]本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种适用于直升机舱内宽频降噪的串/并联复合型直升机主减周期撑杆，该周期撑杆两端无论受到拉伸或压缩载荷，内部金属和橡胶始终处于压缩状态，以避免其在拉力作用下的破坏，从而满足撑杆刚度、强度特性要求；通过合理的选择复合型周期撑杆的参数，可实现主减速器到机身的宽频减振，进而实现直升机舱内降噪。
[0006]本发明提供的一种复合型直升机主减周期撑杆，包括撑杆本体和连接头，所述撑杆本体包括紧密连接的上筒4和下筒5以及包覆在上、下筒外部的外筒3，所述上筒4和下筒5内部压制有若干层间隔设置的金属层和橡胶层;还包括上、下薄壁圆管，所述上薄壁圆管2一端与下筒5连接，另一端连接上连接头I;所述下薄壁圆管7—端连接在外筒3的底面上，另一端连接下连接头8。
[0007]进一步的，所述上筒4为环状筒，包括若干层交替粘结连接的上筒橡胶9层和上筒金属10层，所述下筒5包括若干层交替粘结连接的下筒橡胶11层和下筒金属12层。
[0008]更进一步的，所述最上筒橡胶9层有三层，上筒金属10层有两层，最上一层为上筒橡胶9层;所述上薄壁圆管2设置在上筒4的内环内，其外径略小于上筒4内环的内径；
所述下筒金属12层有三层，最上一层为下筒金属12层，最下一层为下筒橡胶11层;所述最上一层下筒金属12层与上筒4的最下一层上筒橡胶9层粘结，且所述上薄壁圆管2的底面固定连接在最上一层下筒金属12层上表面上。
[0009]更进一步的，所述橡胶层装配前进行预压缩处理，并且保证下筒5的预压缩量超过其在使用时的最大拉伸位移。
[0010]进一步的，所述上筒4和下筒5并联形成内筒6。
[0011]作为一种优选，所述金属层和橡胶层串联粘结。
[0012]作为一种优选，所述内筒6与外筒3间有间隙。
[0013]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
与现有技术相比，本发明的优点是在撑杆内部间隔叠置橡胶层和金属层，且橡胶层在制备时已经经过压缩处理，保证撑杆下筒预压缩量超过其拉伸位移；当撑杆两端受拉伸载荷时，上筒位于下筒第一层金属和外筒顶面之间，下筒第一层金属受上薄壁圆管向上的拉力并作用给上筒向上的压力，而外筒顶面受下薄壁圆管向下的拉力并作用在上筒向下的压力，因此上筒受压，下筒受拉，由于下筒的预压缩量超过其拉伸位移，内部金属和橡胶始终处于压缩状态；同样，当撑杆两端受压缩载荷时，上筒受拉，下筒受压，由于上筒的预压缩量超过其拉伸位移时，内部金属和橡胶将始终处于压缩状态。这样既能阻碍主减速器中高频振动向机体传递，达到舱内降噪的目的，又能保证撑杆在较大拉伸载荷作用下不破坏。
[0014]同时上筒有较好的弹性，在较大拉伸载荷作用下，撑杆在受拉时会有较好的延伸性，可以减小结构的冲击作用，保护结构安全。另外，下筒具有较大的刚度，与上筒并联可以增大结构的刚度以及降低橡胶的压缩变形量，从而增大撑杆的稳定性。该发明方案简单，制作方便，安装容易，可以更好的实现主减周期撑杆的舱内降噪作用，保证结构在较大拉伸载荷作用下的安全，可以广泛用于直升机降噪领域。
【附图说明】
[0015]以下将结合附图对本发明作进一步说明:
图1为本发明一种复合型直升机主减周期撑杆的轴视图；
图2为本发明一种复合型直升机主减周期撑杆的四分之一剖视图；
图3为本发明一种复合型直升机主减周期撑杆的参数设计流程图；
图4为本发明一种复合型直升机主减周期撑杆两端的位移传递率；
图5为本发明一种复合型直升机主减周期撑杆的等效应力云图；
附图标注:
1-上连接接头，2-上薄壁圆管，3-外筒，4-上筒，5-下筒，6-内筒，7-下薄壁圆管，8-下连接接头，9_上筒橡胶，10-上筒金属，11-下筒橡胶，12-下筒金属。
【具体实施方式】
[0016]本发明提供一种复合型直升机主减周期撑杆，为使本发明的目的，技术方案及效果更加清楚，明确，以及参照附图并举实例对本发