多支点传动轴的弯曲振动分析与多支点配置研究

摘要

多支点传动轴常用于直升机的尾传动系统，其动力学特性与轴的运转稳定性、工作安全性、结构设计等有关。本文的研究内容涉及多支点传动轴的横向弯曲振动分析、多支点配置研究、动力学优化设计和传动轴动力学分析及设计软件的开发。 首先，在非惯性系及非线性系统中研究了倾斜多支点传动轴的横向弯曲振动，建立多支点传动轴横向弯曲运动方程，分析了传动轴的幅频响应、振幅突变性及主共振分岔的拓扑结构等。在此基础上，提出一系列避免多支点传动轴发生横向弯曲主共振或减弱弯曲主共振水平的措施。 其次，多支点传动轴的中间支点影响传动轴的横向弯曲振动特性，通过理论分析和数据对比，确定中间支点的属性与传动轴的弯曲振动特性的关系。基于MATLAB优化工具箱，以避免传动轴发生横向弯曲主共振或减弱弯曲主共振水平为目标，对传动轴进行动力学优化设计和支点配置。 最后，使用MATLAB的GUI模块，开发出传动轴的动力学分析及设计软件，内容包含计算传动轴的固有频率、主共振振幅、发生共振的转速，绘制幅频响应曲线、主共振分岔曲线，以及传动轴的优化设计、支点配置等功能，具有工程应用价值。