CN104565189A - 一种用于航空发动机机匣减振的多层约束阻尼实施方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于航空发动机机匣减振的多层约束阻尼实施方法，包括以下步骤：步骤一，采用轻质铝箔作为约束材料，依次粘贴粘弹性材料和约束材料，对航空发动机机匣进行多层约束阻尼处理，建立多层约束阻尼机匣振动分析模型。步骤二，采用改进的传递矩阵法确定多层约束阻尼结构的层数。步骤三，使机匣的待粘贴表面保持一定的温度。步骤四，从约束阻尼材料一端开始，逐次将约束阻尼材料粘贴到机匣上。步骤五，验证多层约束阻尼处理机匣的减振有效性。本发明的优点：方法简单，易于实施，能有效降低机匣的振动应力，从而提高其抗疲劳损伤能力。其实施方法保证多层约束阻尼具有很好的粘接性能，粘贴牢固，使机匣具有良好的振动阻尼抑制效果。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机领域，特别涉及了一种用于航空发动机机匣减振的多层约束阻尼实施方法。
背景技术
航空发动机机匣振动应力过大，会导致机匣的疲劳损伤，从而影响航空发动机运行安全。在机匣表面敷设自由阻尼或约束阻尼能够起到很好的减振效果，特别是约束阻尼对宽带随机振动响应有很好的抑制作用，且不改变基体结构，方法简单，安全可靠。在结构表面依次粘贴粘弹性层和约束层，即构成传统的约束阻尼结构。为了增加阻尼减振效果，可在结构表面依次粘贴粘弹性层、约束层、粘弹性层、约束层等，构成多层约束阻尼结构。研究表明：在相同的附加质量下，多层约束阻尼比传统约束阻尼具有更好的阻尼减振效果，采用多层约束阻尼，可有效降低机匣的振动应力，提高其抗疲劳损伤的能力。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于航空发动机机匣减振的多层约束阻尼实施方法，采用改进的传递矩阵法，计算多层约束阻尼机匣的振动特性，分析约束材料厚度、粘弹性材料厚度及层数对多层约束阻尼机匣模态损耗因子的影响，确定多层约束阻尼结构参数及层数。
本发明提供了一种用于航空发动机机匣减振的多层约束阻尼实施方法，其特征在于：所述的用于航空发动机机匣减振的多层约束阻尼实施方法，包括以下步骤：
步骤一，采用轻质铝箔作为约束材料，在航空发动机机匣待处理表面，依次粘贴粘弹性材料和约束材料，对航空发动机机匣进行多层约束阻尼处理，建立多层约束阻尼机匣振动分析模型。
步骤二，采用改进的传递矩阵法，计算多层约束阻尼机匣的振动特性，分析约束材料厚度、粘弹性材料厚度及层数对多层约束阻尼机匣模态损耗因子的影响，确定多层约束阻尼结构的层数。
步骤三，对机匣进行多层约束阻尼处理之前，首先对粘贴表面进行清洗，确保粘贴表面清洁无油污。为了保证粘贴的牢固性，应使机匣的待粘贴表面保持一定的温度。
步骤四，从约束阻尼材料一端开始，逐次将约束阻尼材料粘贴到机匣上，粘贴过程中应确保粘弹性阻尼材料和机匣间无气泡，粘贴完成后应将其放置24小时以上。
步骤五，测试机匣以及经多层约束阻尼处理后机匣的振动应力，对比粘贴多层约束阻尼处理前后，机匣的振动应力的变化，验证多层约束阻尼处理机匣的减振有效性。
所述的步骤一中构建的多层约束阻尼结构依次为机匣、粘弹性层、约束层、粘弹性层和约束层，粘弹性层和约束层分别具有相同的厚度。
所述步骤二中采用改进的传递矩阵法，计算约束层厚度、粘弹性层厚度及层数对多层约束阻尼机匣模态损耗因子的影响，确定多层约束阻尼结构的层数。
所述步骤三中，采用异丙醇对机匣待粘贴表面进行清洗，粘贴时机匣的待粘贴表面和约束阻尼材料的温度不低于20℃，优选为40～60℃之间。
本发明的优点：
本发明所述的用于航空发动机机匣减振的多层约束阻尼实施方法，采用多层约束阻尼技术，对航空发动机机匣进行处理，不改变机匣结构，方法简单，易于实施，能有效降低机匣的振动应力，从而提高其抗疲劳损伤能力。其实施方法保证多层约束阻尼具有很好的粘接性能，粘贴牢固，使机匣具有良好的振动阻尼抑制效果。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为多层约束阻尼结构示意图；
图中，1为机匣层，2为粘弹性层，3为约束层。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种用于航空发动机机匣减振的多层约束阻尼实施方法，其特征在于：所述的用于航空发动机机匣减振的多层约束阻尼实施方法，包括以下步骤：
步骤一，采用轻质铝箔作为约束材料，在航空发动机机匣待处理表面，依次粘贴粘弹性材料和约束材料，对航空发动机机匣进行多层约束阻尼处理，建立多层约束阻尼机匣振动分析模型。
步骤二，采用改进的传递矩阵法，计算多层约束阻尼机匣的振动特性，分析约束材料厚度、粘弹性材料厚度及层数对多层约束阻尼机匣模态损耗因子的影响，确定多层约束阻尼结构的层数。
步骤三，对机匣进行多层约束阻尼处理之前，首先对粘贴表面进行清洗，确保粘贴表面清洁无油污。为了保证粘贴的牢固性，应使机匣的待粘贴表面保持一定的温度。
步骤四，从约束阻尼材料一端开始，逐次将约束阻尼材料粘贴到机匣上，粘贴过程中应确保粘弹性阻尼材料和机匣间无气泡，粘贴完成后应将其放置24小时以上。
步骤五，测试机匣以及经多层约束阻尼处理后机匣的振动应力，对比粘贴多层约束阻尼处理前后，机匣的振动应力的变化，验证多层约束阻尼处理机匣的减振有效性。
所述的步骤一中构建的多层约束阻尼结构依次为机匣、粘弹性层、约束层、粘弹性层和约束层，粘弹性层和约束层分别具有相同的厚度。
所述步骤二中采用改进的传递矩阵法，计算约束层厚度、粘弹性层厚度及层数对多层约束阻尼机匣模态损耗因子的影响，确定多层约束阻尼结构的层数。
所述步骤三中，采用异丙醇对机匣待粘贴表面进行清洗，粘贴时机匣的待粘贴表面和约束阻尼材料的温度为40℃。
实施例2
本实施例提供了一种用于航空发动机机匣减振的多层约束阻尼实施方法，其特征在于：所述的用于航空发动机机匣减振的多层约束阻尼实施方法，包括以下步骤：
步骤一，采用轻质铝箔作为约束材料，在航空发动机机匣待处理表面，依次粘贴粘弹性材料和约束材料，对航空发动机机匣进行多层约束阻尼处理，建立多层约束阻尼机匣振动分析模型。
步骤二，采用改进的传递矩阵法，计算多层约束阻尼机匣的振动特性，分析约束材料厚度、粘弹性材料厚度及层数对多层约束阻尼机匣模态损耗因子的影响，确定多层约束阻尼结构的层数。
步骤三，对机匣进行多层约束阻尼处理之前，首先对粘贴表面进行清洗，确保粘贴表面清洁无油污。为了保证粘贴的牢固性，应使机匣的待粘贴表面保持一定的温度。
步骤四，从约束阻尼材料一端开始，逐次将约束阻尼材料粘贴到机匣上，粘贴过程中应确保粘弹性阻尼材料和机匣间无气泡，粘贴完成后应将其放置24小时以上。
步骤五，测试机匣以及经多层约束阻尼处理后机匣的振动应力，对比粘贴多层约束阻尼处理前后，机匣的振动应力的变化，验证多层约束阻尼处理机匣的减振有效性。
所述的步骤一中构建的多层约束阻尼结构依次为机匣、粘弹性层、约束层、粘弹性层和约束层，粘弹性层和约束层分别具有相同的厚度。
所述步骤二中采用改进的传递矩阵法，计算约束层厚度、粘弹性层厚度及层数对多层约束阻尼机匣模态损耗因子的影响，确定多层约束阻尼结构的层数。
所述步骤三中，采用异丙醇对机匣待粘贴表面进行清洗，粘贴时机匣的待粘贴表面和约束阻尼材料的温度为60℃。
实施例3
本实施例提供了一种用于航空发动机机匣减振的多层约束阻尼实施方法，其特征在于：所述的用于航空发动机机匣减振的多层约束阻尼实施方法，包括以下步骤：
①采用改进的传递矩阵法，对比计算机匣以及多层约束阻尼机匣的振动特性，采用轻质铝箔为约束材料，确定约束层厚度为0.13mm，粘弹性层厚度为0.05mm。
②对机匣进行多层约束阻尼处理之前，首先采用异丙醇对粘贴表面进行清洗，去除油污，为了保证粘贴的牢固性，使机匣以及约束阻尼材料温度保持在50℃。
③对机匣进行多层约束阻尼处理，从约束阻尼材料一端开始，逐次将约束阻尼材料粘贴到机匣上，在粘贴的过程中确保粘弹性阻尼材料和机匣粘接面间无气泡，并放置24小时以上，使约束阻尼材料和机匣粘贴完好。
④测试机匣以及经多层约束阻尼处理后机匣的振动应力，对比粘贴多层约束阻尼处理前后，机匣的振动应力的变化，验证多层约束阻尼处理机匣的减振有效性。测试结果见表1所示。
表1 机匣多层约束阻尼处理前后动应力测试结果
从表1可知：对机匣进行多层约束阻尼处理后，共振频率和转速变化很小，但振动应力下降了50％左右。
最后必须说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种用于航空发动机机匣减振的多层约束阻尼实施方法，其特征在于：所述的用于航空发动机机匣减振的多层约束阻尼实施方法，包括以下步骤：
步骤一，采用轻质铝箔作为约束材料，在航空发动机机匣待处理表面，依次粘贴粘弹性材料和约束材料，对航空发动机机匣进行多层约束阻尼处理，建立多层约束阻尼机匣振动分析模型。
步骤二，采用改进的传递矩阵法，计算多层约束阻尼机匣的振动特性，分析约束材料厚度、粘弹性材料厚度及层数对多层约束阻尼机匣模态损耗因子的影响，确定多层约束阻尼结构的层数。
步骤三，对机匣进行多层约束阻尼处理之前，首先对粘贴表面进行清洗，确保粘贴表面清洁无油污。为了保证粘贴的牢固性，应使机匣的待粘贴表面保持一定的温度。
步骤四，从约束阻尼材料一端开始，逐次将约束阻尼材料粘贴到机匣上，粘贴过程中应确保粘弹性阻尼材料和机匣间无气泡，粘贴完成后应将其放置24小时以上。
步骤五，测试机匣以及经多层约束阻尼处理后机匣的振动应力，对比粘贴多层约束阻尼处理前后，机匣的振动应力的变化，验证多层约束阻尼处理机匣的减振有效性。
2.按照权利要求1所述的用于航空发动机机匣减振的多层约束阻尼实施方法，其特征在于：所述的步骤一中构建的多层约束阻尼结构依次为机匣、粘弹性层、约束层、粘弹性层和约束层，粘弹性层和约束层分别具有相同的厚度。
3.按照权利要求1所述的用于航空发动机机匣减振的多层约束阻尼实施方法，其特征在于：所述步骤二中采用改进的传递矩阵法，计算约束层厚度、粘弹性层厚度及层数对多层约束阻尼机匣模态损耗因子的影响，确定多层约束阻尼结构的层数。
4.按照权利要求1所述的用于航空发动机机匣减振的多层约束阻尼实施方法，其特征在于：所述步骤三中，采用异丙醇对机匣待粘贴表面进行清洗，粘贴时机匣的待粘贴表面和约束阻尼材料的温度不低于20℃，优选为40～60℃之间。
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