Экспериментальная проверка результатов расчетных исследований свойств демпферов

Вначале были проведены экспериментальные исследования в ре­жиме одноосного деформирования.

Конструкция стенда для экспериментальных исследований демпфи­рующих устройств в режиме одноосного деформирования и методика экспериментального исследования изложены в работе [106].

При этом были использованы штатные демпферы производства предприятия п/я А-3556 и п/я Р-6639, а также изготовленный в ОНИЛ-1 КуАИ (СГАУ) многослойный гофрированный упругогисте­резисный элемент с малым числом пролетов ( 3). Указанный

упругогистерезисный элемент был изготовлен по специально разра­ботанной для этой цели методике изготовления гофрированных лент с заданными параметрами (см. п. 4.2). Трудность изготовления коль­цевых пакетов гофрированных лент с малым числом пролетов состо­ит в том, что каждая лента в пакете должна быть изготовлена с разным шагом гофров.

Если обозначить расстояние от геометрического центра демпфера до нейтральной оси 1-й ленты через R г, то отличие в шаге гофров составит:

где фу — угловой шаг гофров.

Указанная методика позволила, зная выходные геометрические

параметры каждой ленты и с учетом остаточного пружинения в лен­те, подобрать потребные для изготовления пуансоны и матрицы. Та­ким образом, в эксперименте использовано три упругогистерезисных элемента с числами пролетов т=3, лг®8, то==16. Нагружение каждого исследуемого образца производилось в двух угловых направлениях: в направлении впадины и в направлении выступа гофров со стороны
вала. Для каждого направления нагру­жения снималась серия эксперимен­тов для различных амплитудных зна­чений перемещения а (рис. 4.8). Затем, в результате обработки резуль­татов эксперимента определялись среднециклическая жесткость и отно­сительный коэффициент поглощения энергии для каждой пары серий экс­периментов одного образца.

Найденные экспериментально ве­личины:

— впад — т гэвпад

сэ=————- ; уэ=—————-

^ЭВЫСТ Т1ЭВЫСТ

для фиксированных значений т сравнивались с расчетными. Резуль­таты экспериментальных исследова­ний нанесены на полученные расчет­ным путем зависимости на рис. 2.11 и 2.12 в виде значков А.

Сравнение полученных экспери­ментально значений с и V с расчет­ными показало хорошее совпадение результатов оценки анизотропии УФХ МКГД по модели [107] и в эксперименте.

Затем были проведены экспериментальные исследования УФХ штатного демпфера производства предприятия п/я А-3556 с ■* 8 в условиях имитации прецессионного движения вала в опоре.

На рис. 4.9—4.12 приведены жесткостные и диссипативные харак­теристики указанного демпфера, полученные расчетным путем (зави­симости 1) и экспериментально (зависимости 2). Исходные данные этих зависимостей приведены в табл. 2.2. Сопоставление результа­тов расчетных исследований с экспериментом выявило незначительные расхождения уровней жесткостных и диссипативных характеристик в том и в другом случаях. Характер расчетных зависимостей полно­стью идентичен экспериментальным. Незначительное отклонение рас­четных величин от экспериментальных по некоторым угловым на­правлениям можно объяснить следующими причинами:

а) разбросом геометрических и физических параметров демпфера (неодинаковость шагов и высот гофров, разнотолщинность лент паке­та и т. п.);

б) неточностью изготовления наружного и внутреннего колец дем­пфера (овальность, конусность и т. п.);

в) погрешностью измерений.

Для оценки расхождения результатов расчетных исследований с экспериментальными данными по жесткостным характеристикам це-

Рис. 4.9. Жесткостные харак­теристики штатного демпфера: 1 — расчетная зависимость; 2 —

эксперимент

Рис. 4.12. Диссипативные харак­теристики штатного демпфера: 1 — расчетная зависимость; 2 —

эксперимент

лесообразно сравнивать средние уровни жесткости за цикл нагру­жения:

где бс — расхождение расчетных значений с экспериментальными данными по величине С в %; Сртах и Cpminf Qmax и Qmin — мак­симальные и минимальные значения жесткости демпфера за цикл нагружения, выявленные расчетным путем и экспериментально.

Для оценки расхождения по диссипативным характеристикам целе­сообразно сравнивать площади фигур, описанных концом радиус — вектора Мсп за цикл нагружения:

где — расхождение по величине Мсп в %;

Sр и 5Э — площади фигур, ограниченных траекториями концов радиус-векторов значений момента сопротивления прецессии, под­считанных расчетным путем и экспериментально.

Величины 5С и не превышали 10—12 %.

Таким образом, расчетные модели, предложенные в настоящей работе, достаточно достоверны. Время же, затрачиваемое на расчетные исследования для получения одинакового объема информации, не­сравнимо меньше.

Ниже приведены некоторые результаты экспериментальных ис­следований штатных демпферов, которые не могли быть получены расчетным путем, а именно: исследования влияния на УФХ МКГД смазки и ширины разреза в демпфере.

Оказалось, что жесткостные характеристики у демпфера со смаз­кой (ИГСп-18, ТУ 38101-238-74) на 10—20 % ниже, а демпфиро­вание на 5—15 % выше, чем у демпфера с обезжиренными упруго­гистерезисными элементами.

Изменение же ширины разреза в пределах от 4 до 14 мм также оказывает незначительное влияние на упругофрикционные характе­ристики МКГД. Амплитудные значения жесткостей демпфера по раз­личным радиальным направлениям при этом уменьшаются в среднем на 10—15 %, а демпфирующие свойства изменяются слабо.

Экспериментальные исследования на данном стенде показали, что при различных условиях нагружения демпфера реализуются кру-

Рис. 4.13. Траектории движения вала в опоре штатного демпфера под на­грузкой 3 кН для различных зазоров: 1 — 6=1,525 мм; 2 — 6= 1,125мм; 3 — 6=0,725мм; 4 — 6=1,505мм

говые, эллиптические, овальные или близкие к ним траектории дви­жения вала в опоре (рис. 4.13).

Этот факт подтверждается также натурными испытаниями рото­ров изделий 11Д122 на динамической установке «Шенк» предприя­тия п/я А-3556. Полученные результаты подтверждают достоверность постановки задач, решенных в данной работе.