[发明专利]一种飞机液压管道用卡箍及其设计方法

权利要求书

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。