[發明專利]基于粒子阻尼的舵片顫振抑制裝置、其抑制方法及飛行器

在審

• 申請號: 202010467714.9
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111516855A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 肖望強;羅元易
• 申請（專利權）人: 廈門振為科技有限公司
• 主分類號: B64C9/00
• 分類號: B64C9/00;B64D47/00;F16F15/02
• 代理公司: 廈門律嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 35225
• 代理人: 張輝;溫潔

本發明公開了基于粒子阻尼的舵片顫振抑制裝置，包括若干粒子阻尼器，所述的粒子阻尼器包括阻尼器殼體及若干阻尼粒子，所述的阻尼器殼體內部設置有若干腔體，所述的阻尼粒子填充在腔體內；所述的舵片內設置有容置槽，阻尼器殼體安裝于舵片容置槽內，或者所述的阻尼器殼體與舵片容置槽一體成型。本發明公開了應用上述舵片顫振抑制裝置的飛行器。本發明還公開了舵片顫振的抑制方法，在舵片上安裝基于粒子阻尼的舵片顫振抑制裝置，安裝過程包括以下步驟：有限元前處理，建立模型，計算阻尼比，確定特征參數，安裝粒子阻尼器。本發明可有效提高舵片結構的顫振抑制能力，提高飛行器的適用性、穩定性以及安全性。

技術領域

本發明涉及被動振動控制技術領域，更具體的，涉及一種基于粒子阻尼減振原理的舵片顫振抑制裝置，其抑制方法，及應用其的飛行器。

背景技術

隨著科技的不斷發展，對飛行器提出了更高的要求，要求具有更輕的結構重量、更好的飛行速度和更大的機動性。而舵片顫振是飛行器設計中必須要考慮的因素，當飛行器的飛行速度超過臨界顫振速度時，其振幅和結構內部的氣動力都有可能產生劇烈變化。對于顫振的問題，部件顫振是其重要的原因，而舵片是飛行器最重要的組成部分，研究舵片的顫振抑制至關重要。由于舵片顫振造成的飛行器顫振，造成的后果往往是的非常嚴重甚至說是災難性的。

目前對于舵片的顫振抑制方法，一是通過調整舵片的質量分布，在一定的平衡條件下，使得彎扭耦合程度最低；其次是改變舵面的剛度特性。而以上訴方法對舵片進行調整后，使得飛行器的適用性變差并且穩定性變低。因此如何提供一種抑制舵片顫振的方法，既能使用舵片結構的最優設計，又具備抑制舵片顫振能力，并且能提高飛行器的穩定性，是本領域技術人員亟待解決的一大技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于粒子阻尼的舵片顫振抑制裝置、其抑制方法及高速器，以增加舵片的結構阻尼，從而有效提高舵片的顫振抑制能力。為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明公開了一種基于粒子阻尼的舵片顫振抑制裝置，包括若干粒子阻尼器，所述的粒子阻尼器包括阻尼器殼體及若干阻尼粒子，所述的阻尼器殼體內部設置有若干腔體，所述的阻尼粒子填充在腔體內；舵片內設置有容置槽，所述的阻尼器殼體安裝于舵片容置槽內，或者所述的阻尼器殼體與舵片容置槽一體成型。

進一步地，所述的舵片邊緣分別為前緣、尖弦、后緣及根弦，所述的粒子阻尼器安裝于舵片的前緣與尖弦交界位置處。

其中，所述的阻尼粒子的靜摩擦系數范圍為0～1，動摩擦系數范圍為0～1，表面恢復系數范圍為0～1，泊松比范圍為0～1，密度為0.1～30g/cm³，所述的阻尼粒子在腔體內的填充率為5％～100％，阻尼粒子為鐵基粒子、鋁基粒子、鎳基粒子、鎢基粒子、鉻基粒子、鈉基粒子、鎂基粒子、錳基粒子、鈣基粒子、銅基粒子、鋅基粒子、鈧基粒子、鈦基粒子、玻璃粒子、氧化物陶瓷粒子、碳化物陶瓷粒子、玻璃陶瓷粒子中的一種或幾種。

其中，所述的阻尼器殼體為柔性材料制成。

其中，所述的阻尼器殼體為剛性材料制成，其與舵片容置槽的固定方式為：螺紋連接、鍵連接、型面連接、脹緊連接、銷連接、鉚接、焊接、粘接或過盈連接。

本發明還公開了一種飛行器，包括舵片，所述的舵片上安裝有上述基于粒子阻尼的舵片顫振抑制裝置。

本發明還公開了一種舵片顫振的抑制方法，在舵片上安裝上述的基于粒子阻尼的舵片顫振抑制裝置，安裝過程包括以下步驟。

S1.采用有限元法對舵片結構進行有限元分析，建立舵片有限元模型，對舵片結構進行模態分析得到舵片的顫振耦合曲線，舵片的顫振耦合曲線包括舵片一階彎曲節線和舵片二階扭轉節線，至少確定一個發生彎扭模態耦合程度最弱的節線位置為粒子阻尼器在舵片的目標安裝位置。