飞机振动特性仿真要素分析
飞机振动特性仿真要素分析
杨越明胡进海许毛跃
（空军航空大学 长春 130022）
摘要飞机在飞行活动中普遍存在着振动，他不仅影响飞机的结构，而且对飞行人员的心理、生理和病理等方面都产生较大的影响。本文从飞机振动的基本概念、类型、物理参数着手，分
析飞机内部、外部振动源，振动环境对飞行人员的心理、生理和病理等方面的影响。对仿真要
素进行分析，提供可模拟的数学模型；并可进一步制订仿真器的规范。
关键词振动飞机振动振动环境人体振动效应工效
现代航空器、航天器在飞行活动中普遍存在着振动，他不仅影响着飞行器的结构，而且对飞行人员的生理、心理和病理等方面都产生一定的影响，是不可忽视的。
在飞行仿真中，目前主要是针对飞行器的飞行环境、飞行参数、飞行性能做模拟，而对座舱环境中的振动，即人体振动环境没有进行模拟。可以说，总体上对飞行活动没有真实的再现。为此，应对座舱的真实环境进行分析。
1 飞行器振动概述
1.1 振动的基本概念
所谓振动是系统的运动量值相对于某一平均值随时间变化的运动。只要系统具有惯性作用（如质量）和恢复力（如稳定力）就可能产生振动。对于飞行器而言，主要是由飞行器内部（如动力源）和外部（如气动力）原因使振动源相互作用产生。
飞行器的振动是指飞行中人体所接触的振动环境，包括身体与其支撑表面之间的界面振动、显示器和手控器的振动等，而不是泛指飞行器的所有振动环境。人体所承受的振动条件，称为人体全身振动环境，所呈现的振动特性也应该是仿真的要素。
1.2 飞行器振动概述
1.2.1 振动类型
在机械结构系统中常见的振动包括确定性振动（简谐、周期、稳定、瞬态、自由、强迫、自激等）和随机振动。振动问题就是研究激励（输入）、响应（输出）和系统动态特性三者之间的关系。
确定性振动最简单的形式就是正弦振动，在理论上具有单线谱。但在实际飞行中，往往存在着复合谐波的周期振动，特点是具有分离的多线谱。随机振动特点是运动能量呈连续分布，具有连续谱；他是航空活动中的主要振动形式。
1.2.2 振动的物理参数及模拟要素
描述振动对人体作用的主要物理参数有频率、振幅、加速度、暴露时间、振动作用方向、体位和环境温度。 1.2.2.1 加速度
加速度是描述人体振动环境强度的基本量，是生物动力学中常用的物理量。在生理学中，振动强度常常习惯以g 为单位表示加速度（1g n =9.80665m/s 2
）
。 对于正弦振动，加速度的锋值为：
22max 4a f A π= （1.1）
对于复杂的振动，加速度的锋值为：
max a = （1.2）
对于大动态范围的振动强度，常用振动量级（振级）L（dB）表示：
020log(/)rms L a a = （1.3）
另外，还用等效连续均方根值（a eq ）
、计权加速度均方根值（a we ）、峰值因数、振动剂量值（VDV）来表述加速度。在模拟中，应对各个加速度进行分析，并计算各均方根值。 1.2.2.2 暴露时间
是指振动作用方向，即力作用于人体的方向。他是相对于人体解剖轴确定的，是人体振动效应的重要因素。
（1）体轴坐标系
描述人体振动效应，是以心脏为原点的直角坐标系。人体的背—胸轴为x 轴，右侧—左侧轴为y 轴，脚—头轴为 z 轴。
（2）作用方向
根据体轴坐标系的规定，振动方向分别为x 轴向、y 轴向、z 轴向（见表1）。
表1 振动作用方向表示法
实际上，飞行器的振动可能具有各种振动典型的复杂运动， 不同飞行器由于飞行任务和机械结构的不同，其振动强顶、频率、方向和持续的时间差异很大，而且人体全身振动环境是从其周围远近振动源传来的各种振动的综合结果。因此，在模拟时，应当对这些运动综合分析，包括谱分析。 1.2.2.3 频率 振幅
分别衡量振动的次数、位移，作为模拟的重要参数。 1.2.2.4 体位
一般人在立位时，对垂直振动比较敏感；卧位时，对水平振动比较敏感。人体的传导作用、部件的固定程度等都对振动的作用有影响。应模拟站位、卧位、蹲位、侧位等体位振动的状态，计算各方向振动的敏感程度。 1.2.2.5 环境温度
低气温是诱发振动病的重要条件之一，对于没有高空设备的飞机，座舱内的温度与外界基本相同，在飞行中，由于空中大气温度较低，容易引起振动病，使飞行人员的工效降低。是模拟中重要的因素。 2 飞机振动环境
所谓振动环境是指飞机中人体所接触的振动环境。
航空振动能量的来源主要右两部分。飞机振动能量的来源主要有内部和外部两大部分。一般振动源有：
（1）扭曲振动。往复式活动装置（阀门、压缩机、泵、发动机等），旋转装置（电机、风机、齿轮等）。
（2）扭曲振动。电机中轴、弹簧、机械皮带、导管等。
（3）挠曲型或平板型振动。发动机叶片、齿轮、地板、墙壁等。 （4）平移、轴向或刚体运动。往复式活动装置、马达、振动基座点。 （5）间歇振动。撞击地板、撞击墙壁、撞击壳体、继电器。
（6）随机的和混杂的振动。空气动力扰动、管道和导管中相互作用的气流和液流。
直 线 加 速 度 振 动 加 速 度 心脏移动方向
符 号振动方向 符 号向 背 +G x 胸-背向
±g x 向 胸 -G x 向 左 +G y 左-右向
±g y 向 右 -G y 向 脚 +G z 头-脚向
±g z 向 头
-G z
2.1 内部环境 2.1.1 螺旋桨飞机
振动剧烈，特别活塞式发动机的飞机。人体感觉到强烈的有规律振动。主要频带为10 Hz -1000Hz，其中100Hz 附近的振动强度有时可达2g-3g，对飞行人员的工作能力有干扰，且容易造成飞行疲劳。 2.2.2 喷气式飞机
振动强度比螺旋桨飞机轻，振动频带在100Hz 以上的高频，容易控制和隔离，对飞行人员的影响较小。 2.2 外部环境
外源性振动来自飞机与周围物质界面的相互动力作用。如空中的紊流和地面的不平度等。 紊流引起的是次声频随机振动（1Hz -10Hz），是影响人体的重要应激源。在低空高速飞行时，飞行员普遍感到振动是剧烈的。低空紊流和高空紊流比，空气动力对弹性体的作用所引起的振动更强。由于强烈的振动，使操纵困难，仪表读数障碍。 3 人体振动效应
在飞行模拟中。除了模拟飞机内、外部振动源诸要素外，还应进行人体振动效应的验证，使模拟环境与实际情况更接近。 3.1.1 振动作用于人体的途径
（1）通过人体与结构物的接触面，或其他的人-机界面直接作用于整个人体或个别部位，如通过座椅、脚蹬、操纵杆等的接触面。
（2）通过人体周围振动着的流体介质，如飞行器运动中发出的某些次声波通过空气对身体表面的能量传递。
（3）非接触式的振动环境对人的间接干扰。如视野中飞行仪表发生振动时对人的视觉产生的干扰作用。
对于全身振动，人体的反应可用以下的定性方程表示：
)],,(),,,([0p h b K s d i V K f R h i ?= （3.1）
式中，R 0——人体的反应；K i ——作用于人体的振动环境；V——飞行速度；i——飞行器周围界面状态（气流及跑道等）；b——飞行器结构的动力学特性；s——人体支撑结构（如座椅）的动力学特性；K h ——人体的效应特性；h——人体的效应特性；p——人体的效应特性。显然，在仿真模拟中，应考虑上述因素。
3.1.2 生物动力学效应
振动的作用引起身体组织的位移和变形，其结果构成生物动力学效应。不仅涉及身体组织的力学特性，而且涉及振动能量的感受、传递和衰减。
人体是一个复杂的振动系统，动力系统效应主要由频率响应和幅度响应构成。频率响应特性是以50Hz为分界点，分为低频和高频反应。
低频反应时，人体可视为由质量、弹性、阻尼及其连接器构成的多自由度振动系统。主要现象是身体共振，使某些器官或结构发生较大的波动，使身体不同部位或全身的振动增强，进而引起人体不舒适、工效降低或危及健康。
高频反应，可视为振动波在具有分布常数的连续粘弹性介质中的传播，而不是集总参数系统的反应。但在高频区器官的共振。
3.1.3 生理效应
全身振动的生理效应，随着振动频率、强度和作用方向的不同而不同。取决于两方面：一是身体组织器官的位移和变形相关，具有明显的频率响应，并与共振现象密切相关；二是与非特异性应激的全身性反应有关，作用的强度响应和时间较明显。在次声频中等强度作用下（0.1g-1g），可引起心率、心输出量、呼吸频率、肺通气量、氧摄取量的增加。在强烈低频振动作用下，可引起心动过缓或期外收缩。
3.1.4 心理效应
振动引起人的主观不良效应主要是不舒适和烦恼，甚至疼痛，进而损害工效。
人体受振时的主观感觉随着不同的振动参数而不同。坐姿时对1Hz-2Hz的轻度振动感觉轻松和舒适；对4Hz-8Hz的中度振动，感觉十分不适；0.2Hz-0.27Hz的振动则非常厌恶，尤其是0.2Hz-0.3Hz，是运动病最敏感的频率。
4 综述
在进行飞行仿真过程中，要根据航空器的种类，综合考虑振动人体工程的问题（生理效应、心理效应和病理效应）。找出所有可能的振动源，分析振动的频率、振幅、加速度、振动方向和暴露时间等振动参数，计算身体各部位的频率响应和幅度响应范围。
根据计算的参数模拟不同状态下的振动，分别再现：（1）生理效应的身体组织器官和全身的反应。测量人体的心率、动脉血压、心指数、氧耗量指数等；（2）心理效应的振动频率对人主观感觉的影响，测试轻松、舒适、不适、十分不适、非常厌恶状态；（3）引起病理效应的振动频率和强度，诊断可能引起疼痛、病理损伤甚至致命等运动病的病理效应；（4）生理效应、心理效应和病理效应引起不良反应影响工效的实际情况。
仿真参数应该包含描述振动对人体作用的主要物理参数，主要有频率、振幅、加速度、暴露时间、振动作用方向、环境温度。具体的数据参考国标、国军标以及相关飞机技术说明书，鉴于篇幅所限，本文不再赘述。
客观上讲，在飞行仿真过程中，完全模拟出振动对人体工程的实际影响具有很大难度,模拟振动环境、振动源、振动参数在一定程度上是不易实现的，主要原因是飞行仿真器的动感所限。但是，不实现振动的模拟，与飞行的实际环境有很大差异，使得飞行人员在做仿真飞行中感觉比实际飞行“好飞”，容易造成错觉，甚至“固僻”。而目前的飞行仿真器很少涉及飞行器的振动模拟，我们认为应该充分考虑振动的模拟。
参考文献
1.曹琦.人机工程设计.重庆:西南交通大学出版社,1988.11
2.陈信,袁修干.人-机-环境系统工程生理学基础.北京:北京航空航天大学出版社,2000.10
飞机振动特性仿真要素分析
作者：杨越明， 胡进海， 许毛跃
作者单位：空军航空大学(长春)
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振动试验基本知识
专业知识 1、振动试验基本知识 1.1 振动试验方法 试验方法包括试验目的，一般说明、试验要求、严酷等级及试验程序等几个主要部分。为了完成试验程序中规定的试验，在振动试验方法中又规定了“正弦振动试验”和“随机振动试验”两种型式的试验方法。 正弦振动试验 正弦振动试验控制的参数主要是两个，即频率和幅值。依照频率变和不变分为定频和扫频两种。 定频试验主要用于： a）耐共振频率处理：在产品振动频响检查时发现的明显共振频率点上，施加规定振动参数振幅的振动，以考核产品耐共振振动的能力。 b）耐予定频率处理：在已知产品使用环境条件振动频率时，可采用耐予定频率的振动试验，其目的还是为考核产品在予定危险频率下承受振动的能力。 扫频试验主要用于： ●产品振动频响的检查（即最初共振检查）：确定共振点及工作的稳定性，找出产品共振频率，以做耐振处理。 ●耐扫频处理：当产品在使用频率范围内无共振点时，或有数个不明显的谐振点，必须进行耐扫频处理，扫频处理方式在低频段采用定位移幅值，高频段采用定加速度幅值的对数连续扫描，其交越频率一般在55-72Hz，扫频速率一般按每分钟一个倍频进行。 ●最后共振检查：以产品振动频响检查相同的方法检查产品经耐振处理后，各共振点 有无改变，以确定产品通过耐振处理后的可靠程度。 随机振动试验 随机振动试验按实际环境要求有以下几种类型：宽带随机振动试验、窄带随机振动试验、宽带随机加上一个或数个正弦信号、宽带随机加上一个或数个窄带随机。前两种是随机试验，后两种是混合型也可以归入随机试验。 电动振动台的工作原理是基于载流导体在磁场中受到电磁力作用的安培定律。 1.2 机械环境试验方法标准 电工电子产品环境试验国家标准汇编（第二版）2001年4月 汇编中汇集了截止目前我国正式发布实施的环境试验方面的国家标准72项，其中有近50项不同程度地采用IEC标准，内容包括：总则、名词术语、各种试验方法、试验导则及环境参数测量方法标准。 其中常用的机械环境试验方法标准： （1）GB/T 2423.5-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法 试验Ea和导则：冲击 （2）GB/T 2423.6-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法 试验Eb和导则：碰撞 （3）GB/T 2423.7-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法 试验Ec和导则：倾跌与翻倒（主要用于设备型产品） （4）GB/T 2423.8-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法 试验Ed和导则：自由跌落 （5）GB/T 2423.10-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法 试验Fc和导则：振动（正弦） （6）GB/T 2423.11-1997 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法
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旋翼的空气动力特点 (1)产生向上的升力用来克服直升机的重力。即使直升机的发动机空中停车时，驾驶员可通过操纵旋翼使其自转，仍可产生一定升力，减缓直升机下降趋势。 (2)产生向前的水平分力克服空气阻力使直升机前进，类似于飞机上推进器的作用(例如螺旋桨或喷气发动机)。 (3)产生其他分力及力矩对直升机；进行控制或机动飞行，类似于飞机上各操纵面的作用。旋翼由数片桨叶及一个桨毂组成。工作时，桨叶与空气作相对运动，产生空气动力；桨毂则是用来连接桨叶和旋翼轴，以转动旋翼。桨叶一般通过铰接方式与桨毂连接。 旋翼的运动与固定翼飞机机翼的不，因为旋翼的桨叶除了随直升机一同作直线或曲线动外，还要绕旋翼轴旋转，因此桨叶空气动力现象要比机翼的复杂得多。 先来考察一下旋翼的轴向直线运动这就是直升机垂直飞行时旋翼工作的情况，它相当于飞机上螺旋桨的情况。由于两者技术要求不同，旋翼的直径大且转速小；螺旋桨的直径小而转速大。在分析、设计上就有所区别设一旋冀，桨叶片数为k，以恒定角速度Ω 绕轴旋转，并以速度Vo沿旋转轴作直线运动。如果在想象中用一中心轴线与旋翼轴重合，而半径为r的圆柱面把桨叶裁开(参阅图2，1—3)，并将这圆柱面展开成平面，就得到桨叶剖面。既然这时桨叶包括旋转运动和直线运动，对于叶剖面来说，应有用向速度(等于Ωr)和垂直于旋转平面的速度(等于Vo)，而合速度是两者的矢量和。显然可以看出(如图2．1—3)，用不同半径的圆柱面所截出来的各个桨叶剖面，他们的合速度是不同的：大小不同，方向也不相同。如果再考虑到由于桨叶运动所激起的附加气流速度(诱导速度) )，那么桨叶各个剖面与空气之间的相对速度就更加不同。与机翼相比较，这就是桨叶工作条件复杂，对它的分析比较麻烦的原因所在。 旋翼拉力产生的滑流理论 现以直升机处于垂直上升状态为例，应用滑流理论说明旋翼拉力产生的原因。此时，将流过旋翼的空气，或正确地说，受到旋翼作用的气流，整个地看做一根光滑流管加以单独处理。假设： 空气是理想流体，没有粘性，也不可压缩； 旋转着的旋冀是一个均匀作用于空气的无限薄的圆盘(即桨盘)，流过桨盘的气流速度在桨盘处各点为一常数； 气流流过旋翼没有扭转(即不考虑旋翼的旋转影响)，在正常飞行中，滑流没有周期性的变化。 根据以上假设可以作出描述旋翼在：垂直上升状态下滑流的物理图像，如下图所示，图中选取三个滑流截面，So、S1和S2，在So面，气流速度就是直升机垂直上升速度Vo，压强为大气压Po，在S1的上面，气流速度增加到V1= Vo+v1，压强为P1上，在S1 的下面，由于流动是连续的，所以速度仍是V1，但压强有了突跃Pl下＞P1上，P1下一P1上即旋翼向上的拉力。在S2面，气流速度继续增加至V2=Vo+v2，压强恢复到大气压强Po。 这里的v1是桨盘处的诱导速度。v2是下游远处的诱导速度，也就是在均匀流场内或静止空气中所引起的速度增量。对于这种现象，可以利用牛顿第三用动定律来解释拉力产生的原因。 旋翼的锥体
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2. 动力总成模态压缩 缩减有限元模型，得到动力总成的刚度、质量、几何以及自由度信息，用于多体动力学分析。 3. 运动件简化模型建立 发动机中的部分动件不用进行有限元建模，可作简化处理，形成梁-质量点模型，用于多体动力学分析。其中包括：活塞组、连杆组和曲轴及其前后端。 4. 动力总成多体动力学分析 在定义了动力总成各零部件间连接并且已知各种载荷的情况下，对动力总成进行时域下的多体动力学分析，并对得到的发动机时域和频域下的动态特性进行评判，同时，其输出用于结构振动分析。 5. 动力总成结构振动分析 基于多体动力学分析结果，对整个动力总成有限元模型进行强迫振动分析，得到发动机本体、变速器以及各种外围件的表面振动特性，进行评判和结构优化。 实例分析 1. 分析对象 以一款成熟的直列四缸1.5L发动机为平台，针对其结构振动问题，对其进行结构振动CAE 分析，并与其台架试验结果相比较。发动机的部分参数如下：缸径75mm，冲程85mm，缸间距84mm，最大缸压6MPa。 2. 坐标定义 为了便于以后叙述，对动力总成进行了坐标定义（见图2）。
简谐振动特性研究实验
实验一、简谐振动特性研究与弹簧劲度系数测量【实验目的】 1. 胡克定律的验证与弹簧劲度系数的测量； 2. 测量弹簧的简谐振动周期，求得弹簧的劲度系数； 3. 测量两个不同弹簧的劲度系数，加深对弹簧的劲度系数与它的线径、外径关系的了解。 4. 了解并掌握集成霍耳开关传感器的基本工作原理和应用方法。 【实验原理】 1. 弹簧在外力作用下将产生形变（伸长或缩短）。在弹性限度内由胡克定律知：外力和它的变形量成正比，即： （1） （1）式中，为弹簧的劲度系数，它取决于弹簧的形状、材料的性质。通过测量和的对应关系，就可由（1）式推算出弹簧的劲度系数。 2. 将质量为的物体挂在垂直悬挂于固定支架上的弹簧的下端，构成一个弹簧振子，若物体在外力作用下（如用手下拉，或向上托）离开平衡位置少许，然后释放，则物体就在平衡点附近做简谐振动，其周期为： （2） 式中是待定系数，它的值近似为，可由实验测得，是弹簧本身的质量，而被称为弹簧的有效质量。通过测量弹簧振子的振动周期，就可由（2）式计算出弹簧的劲度系数。 3. 磁开关（磁场控制开关）： 如图1所示，集成霍耳传感器是一种磁敏开关。在“1脚”和“2 脚”间加直流电压，“1脚”接电源正极、“2脚”接电源负极。当垂直于该传感器的磁感应强度大于某值时,该传感器处于“导通”状 态，这时处于“”脚和“”脚之间输出电压极小，近似为零，当磁感
强度小于某值时，输出电压等于“1脚”、“2脚”端所加的电源电压，利用集成霍耳开关这个特性，可以将传感器输出信号输入周期测定仪，测量物体转动的周期或物体移动所经时间。 【实验仪器】 FB737新型焦利氏秤实验仪1台，FB213A型数显计时计数毫秒仪 【实验步骤】 1. 用拉伸法测定弹簧劲度系数：（不使用毫秒仪） （1）按图2,调节底板的三个水平调节螺丝，使重锤尖端对准重锤基准的尖端。 （2）在主尺顶部安装弹簧，再依次挂入带配重的指针吊钩、砝码托盘，松开顶端挂钩锁紧螺钉，旋转顶端弹簧挂钩，使小指针正好轻轻靠在平面镜上（注意：力度要适当，若靠得太紧，可能会因摩擦太大带来附加的系统误差），以便准确读数。这时因初始砝码等已使弹簧被拉伸了一段距离。（可参考说明书中的装置图）
船舶原理 螺旋桨 螺距
第一章绪论 第二章螺旋桨的几何特征 一、主要内容 1、本课题的主要研究内容； 2、有效马力、机器马力、收到马力和传送效率、推进效率和推进系数的 概念； 3、螺旋桨的外形和名称及几何特征的有关专业术语。 二、重点内容 1、有效马力、机器马力、收到马力和传送效率、推进效率和推进系数的 概念； 2、桨叶数、桨的直径、螺距比和盘面比等概念。 三、教学方法 多媒体授课、结合螺旋桨模型组织教学 四、思考题 1、什么是有效马力、机器马力、收到马力和传送效率、推进效率和推进 系数？ 2、表征螺旋桨几何特征的主要参数有哪些？ 三、下讲主要内容 理想推进器理论。
第一章绪论 一、本课题的研究对象和内容 1、船舶快速性 船舶在给定主机马力（功率）情况下，在一定装载时于水中航行的快慢问题。 2、推进器 将能源（发动机）发出的功率转换为推船前进的功率的专门装置或机构。常见的推进器为螺旋桨。 3、主要内容 1）推进器在水中运动时产生推力的基本原理及其性能好坏； 2）螺旋桨的图谱设计方法。
二、马力及效率 1、有效马力P E 1）公制有效马力（本教材常用）2）英制有效马力式中，Te 为有效推力（kgf ），R 为阻力（kgf ），v 为船速（m/s ）E ()7575P v Rv UShp =e ＝或hp T E ()7676P v Rv UKhp =e ＝T 思考：在船舶专业中常用的速度单位还有哪些？
2、主机马力和传送效率 推进船舶所需要的功率由主机供给，主机发出的马力 称为主机马力，以P S 表示。 主机马力经减速装置、推力轴承及主轴等传送至推进器，在主轴尾端与推进器联接处所量得的马力称为推进器 的收到马力，以P D 表示。 传送效率η s ＝P D / P S ，它反映了推力轴承、轴承地、 尾轴填料函及减速装置等的摩擦损耗。
振动实验报告剖析
振动与控制系列实验 姓名：李方立 学号：201520000111 电子科技大学机械电子工程学院
实验1 简支梁强迫振动幅频特性和阻尼的测量 一、实验目的 1、学会测量单自由度系统强迫振动的幅频特性曲线。 2、学会根据幅频特性曲线确定系统的固有频率f 0和阻尼比。 二、实验装置框图 图3.1表示实验装置的框图 图3-1 实验装置框图 K C X 图3-2 单自由度系统力学模型 三、实验原理 单自由度系统的力学模型如图3-2所示。在正弦激振力的作用下系统作简谐强迫振动， 设激振力F 的幅值B 、圆频率ωo(频率f=ω／2π)，系统的运动微分方程式为： 扫频信号源 动态分析仪 计算机系统及分析软件 打印机或 绘图仪 简支梁 振动传感器 激振器 力传感器 质量块 M
或 M F x dt dx dt x d M F x dt dx n dt x d F Kx dt dx C dt x d M /2/222 22 2 222=++=++=++ωξωω （3-1） 式中：ω—系统固有圆频率 ω =K/M n ---衰减系数 2n=C/M ξ---相对阻尼系数 ξ=n/ω F ——激振力 )2sin(sin 0ft B t B F πω== 方程①的特解，即强迫振动为： ) 2sin()sin(0?π?ω-=-=f A A x （3-2） 式中：A ——强迫振动振幅 ? --初相位 2 0222024)(/ωωωn M B A +-= （3-3） 式(3-3)叫做系统的幅频特性。将式(3-3)所表示的振动幅值与激振频率的关系用图形表示，称为幅频特性曲线(如图3-3所示)： 3-2 单自由度系统力学模型 3-3 单自由度系统振动的幅频特性曲线 图3-3中，Amax 为系统共振时的振幅；f 0为系统固有频率，1f 、2f 为半功率点频率。 振幅为Amax 时的频率叫共振频率f 0。在有阻尼的情况下，共振频率为： 2 21ξ-=f f a (3-4) 当阻尼较小时，0f f a =故以固有频率0f 作为共振频率a f 。在小阻尼情况下可得 01 22f f f -= ξ (3-5) 1f 、2f 的确定如图3-3所示： M X C K
压电陶瓷振动的干涉测量实验报告
一、实验目 压电陶瓷振动的干涉测量实验报告 的与实验仪 器 1.实验目的 （1）了解压电陶瓷的性能参数；? （2）了解电容测微仪的工作原理，掌握电容测微仪的标定方法； ? （3）、掌握压电陶瓷微位移测量方法。 2.实验仪器 压电陶瓷材料（一端装有激光反射镜，可在迈克尔逊干涉仪中充当反射镜）、光学防震平台、半导体激光器、双踪示波器、分束镜、反射镜、二维可调扩束镜、白屏、驱动电源、光电探头、信号线等。 二、实验原理 1. 压电效应 压电陶瓷是一种多晶体，它的压电性可由晶体的压电性来解释。晶体在机械力作用下，总的电偶极矩（极化）发生变化，从而呈现压电现象，因此压电陶瓷的压电性与极化、形变等有密切关系。 1) 正压电效应：压电晶体在外力作用下发生形变时，正、负电荷中心发生相对位移，在某些相对应的面上产生异号电荷，出现极化强度。对于各向异性晶体，对晶体施加应力时，晶体将在 X，Y，Z 三个方向出现与应力成正比的极化强度，即： E = g·T（g为压电应力常数）， 2) 逆压电效应：当给压电晶体施加一电场 E 时，不仅产生了极化，同时还产生形变，这种由电场产生形变的现象称为逆压电效应，又称电致伸缩效
应。这是由于晶体受电场作用时，在晶体内部产生了应力（压电应力），通过应力作用产生压电应变。存在如下关系： S = d·U（d为压电应变常数） 对于正和逆压电效应来讲， g和d 在数值上是相同的。 2. 迈克耳逊干涉仪的应用 迈克耳逊干涉仪可以测量微小长度。上图是迈克耳逊干涉仪的原理图。分光镜的第二表面上涂有半透射膜，能将入射光分成两束，一束透射，一束反射。分光镜与光束中心线成 45°倾斜角。M1和 M2为互相垂直并与分束镜都成 45°角的平面反射镜，其中反射镜 M1后附有压电陶瓷材料。 由激光器发出的光经分光镜后，光束被分成两路，反射光射向反射镜 M1（附压电陶瓷），透射光射向测量镜 M2（固定），两路光分别经 M1、M2反射后，分别经分光镜反射和透射后又会合，经扩束镜到达白屏，产生干涉条纹。M1和 M2与分光镜中心的距离差决定两束光的光程差。因而通过给压电陶瓷加电压使 M1随之振动，干涉条纹就发生变化。由于干涉条纹变化一级，相当于测量镜 M1移动了λ/2，所以通过测出条纹的变化数就可计算出压电陶瓷的伸缩量。 三、实验步骤 1)将驱动电源分别与光探头，压电陶瓷附件和示波器相连，其中压电陶瓷 附件接驱动电压插口，光电探头接光探头插口，驱动电压波形和光探头波形插口分别接入示波器 CH1 和 CH2； 2)在光学实验平台上搭制迈克尔逊干涉光路，使入射激光和分光镜成 45 度，反射镜 M1 和 M2与光垂直，M1 和 M2 与分光镜距离基本相等；
机械设备振动标准.(精选)
机械设备振动标准 它是指导我们的状态监测行为的规范 最终目标：我们要建立起自己的每台设备的标准（除了新安装的设备）。 ?监测点选择、图形标注、现场标注。 ?振动监测参数的选择：做一些调整：长度、频率范围 ?状态判断标准和报警的设置 1 设备振动测点的选择与标注 1.1监测点选择 测点最好选在振动能量向弹性基础或系统其他部分进行传递的地方。对包括回转质量的设备来说，建议把测点选在轴承处或机器的安装点处。也可以选择其他的测点，但要能够反映设备的运行状态。在轴承处测量时，一般建议测量三个方向的振动。铅垂方向标注为V，水平方向标注为H，轴线方向标注为A，见图6-1。 图6-1 监测点选择
图 6-2在机器壳体上测量振动时，振动传感器定位的示意图 1.2 振动监测点的标注 （1）卧式机器 这个数字序列从驱动器非驱动侧的轴承座赋予数字001开始，朝着被驱动设备，按数字次序排列，直到第一根轴线的最后一个轴承。在多根轴线的(齿轮传动)机器上，轴承座的次序从驱动器开始，按数字次序继续沿着第二根轴线到被驱动器往下排列，接着再沿着第三根轴线往下排列，直到机组的末端为止。常见的几种标注方法见图6-3～6-5。 图6-3 振动监测点的标注 图6-4 振动监测点的标注
图6-5 振动监测点的标注 （2）立式机器 遵循与卧式机器同样的约定。 1.3 现场机器测点标注方法 机壳振动测点的标注可以用油漆标注，也可以在机壳上粘贴钢盘来标注振动测点，最好采用后一种方法标注。采用钢盘时，机壳要得到很好的处理。钢盘规格为厚度5mm，直径30mm，用强度较好的粘接剂粘接，以保证良好的振动传递特性。 2 设备振动监测周期的确定 振动监测周期设置过长，容易捕捉不到设备开始劣化信息，周期设置过短，又增加了监测的工作量和成本。因此应根据设备的结构特点、传动方式、转速、功率以及故障模式等因素，合理选定振动监测周期。当设备处于稳定运行期时，监测周期可以长一些；当设备出现缺陷和故障时，应缩短监测周期。在确定设备监测周期时，应遵守以下原则； 1）安装设备或大规模维修后的设备运行初期，周期要短（如每天监测一次），待设备进入稳定运行期后，监测周期可以适当延长。 2）检测周期应尽量固定。 3）对点检站专职设备监测，多数设备监测周期一般可定为7至14天；对接近或高于3000转/分的高速旋转设备，应至少每周监测1次。 4）对车间级设备监测，监测周期一般可定为每天1次或每班1次。 5）实测的振动值接近或超过该设备报警标准值时，要缩短监测周期。如果实测振动值接近或超过该设备停机值，应及时停机安排检修。如果因生产原因不能停机时，要加强监测，监测周期可缩短为1天或更短。 3 设备振动监测信息采集 3.1 振动监测参数的选择 对于超低频振动，建议测量振动位移和速度；对于低频振动，建议测量振动
滚动轴承的振动信号特征分析报告
南昌航空大学实验报告 课程名称：数字信号处理 实验名称：滚动轴承的振动信号特征分析实验时间： 2013年5月14日 班级： 100421 学号： 10042134 姓名：吴涌涛 成绩：
滚动轴承的振动信号特征分析 一、实验目的 利用《数字信号处理》课程中学习的序列运算、周期信号知识、DFT 知识，对给定的正常轴承数据、内圈故障轴承数据、外圈故障轴承数据、滚珠故障轴承数据进行时域特征或频域特征提取和分析，找出能区分四种状态（滚动轴承的外圈故障、内圈故障、滚珠故障和正常状态）的特征。 二、实验原理 振动机理分析：机械在运动时，由于旋转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、间隙、润滑不良、支撑松动等因素，总是伴随着各种振动。 振动的幅值、频率和相位是振动的三个基本参数，称为振动三要素。 幅值：幅值是振动强度的标志，它可以用峰值、有效值、平均值等方法来表示。 频率：不同的频率成分反映系统内不同的振源。通过频谱分析可以确定主要频率成分及其幅值大小，从而寻找振源，采取相应的措施。 相位：振动信号的相位信息十分重要，如利用相位关系确定共振点、测量振型、旋转件动平衡、有源振动控制、降噪等。对于复杂振动的波形分析，各谐波的相位关系是不可缺少的。 在振动测量时，应合理选择测量参数，如振动位移是研究强度和变形的重要依据；振动加速度与作用力或载荷成正比，是研究动力强度和疲劳的重要依据；振动速度决定了噪声的高低，人对机械振动的敏感程度在很大频率范围内是由速度决定的。速度又与能量和功率有关，并决定动量的大小。 提取振动信号的幅域、时域、频域、时频域特征，根据特征进行故
障有无、故障类型和故障程度三个层次的判断。 三、 实验内容 Step1、使用importdata （）函数导入振动数据。 Step2、把大量数据分割成周期为单元的数据，分割方法为： 设振动信号为{x k }(k =1,2,3,…,n )采样频率为f s ，传动轴的转动速率为V r 。 采样间隔为： 1 s t f ?= （1） 旋转频率为： 60 r r V f = （2） 传动轴的转动周期为： 1 r T f = （3） 由式（1）和（3）可推出振动信号一个周期内采样点数N ： 1 1s r r s f f T N t f f = ==? （4） 由式（2）可得到传动轴的转动基频f r =29.95Hz ，再由式（3）可得到一个周期内采样点数N=400.67，取N =400。 Step3、提取振动信号的特征，分析方法包括： 1、时域统计分析指标（波形指标(Shape Factor)、峰值指标(Crest Factor)、脉冲指标(Impulse Factor)、裕度指标(Clearance Factor)、峭度指标(KurtosisValue) ）等，相关计算公式如下： （1）波形指标： P f X WK X = (5) 其中，P X 为峰值，X 为均值。p X 计算公式如下：
第三章 螺旋桨基础理论及水动力特性
第三章螺旋桨基础理论及水动力特性 关于使用螺旋桨作为船舶推进器的思想很早就已确立，各国发明家先后提出过很多螺旋推进器的设计。在长期的实践过程中，螺旋桨的形状不断改善。自十九世纪后期，各国科学家与工程师提出多种关于推进器的理论，早期的推进器理论大致可分为两派。其中一派认为：螺旋桨之推力乃因其工作时使水产生动量变化所致，所以可通过水之动量变更率来计算推力，此类理论可称为动量理论。另一派则注重螺旋桨每一叶元体所受之力，据以计算整个螺旋桨的推力和转矩，此类理论可称为叶元体理论。它们彼此不相关联，又各能自圆其说，对于解释螺旋桨性能各有其便利处，然亦各有其缺点。 其后，流体力学中的机翼理论应用于螺旋桨，解释叶元体的受力与水之速度变更关系，将上述两派理论联系起来而发展成螺旋桨环流理论。从环流理论模型的建立至今已有六十多年的历史，在不断发展的基础上已日趋完善。尤其近二十年来，由于电子计算机的发展和应用，使繁复的理论计算得以实现，并促使其不断完善。 虽然动量理论中忽略的因素过多，所得到的结果与实际情况有一定距离，但这个理论能简略地说明推进器产生推力的原因，某些结论有一定的实际意义，故在本章中先对此种理论作必要介绍，再用螺旋桨环流理论的观点分析作用在桨叶上的力和力矩，并阐明螺旋桨工作的水动力特性。至于对环流理论的进一步探讨，将在第十二章中再行介绍。 §3-1 理想推进器理论 一、理想推进器的概念和力学模型 推进器一般都是依靠拨水向后来产生推力的，而水流受到推进器的作用获得与推力方向相反的附加速度(通常称为诱导速度)。显然推进器的作用力与其所形成的水流情况密切有关。因而我们可以应用流体力学中的动量定理，研究推进器所形成的流动图案来求得它的水动力性能。为了使问题简单起见，假定： （1）推进器为一轴向尺度趋于零，水可自由通过的盘，此盘可以拨水向后称为鼓动盘(具有吸收外来功率并推水向后的功能)。 （2）水流速度和压力在盘面上均匀分布。 （3）水为不可压缩的理想流体。 根据这些假定而得到的推进器理论，称为理想推进器理论。它可用于螺旋桨、明轮、喷水推进器等，差别仅在于推进器区域内的水流断面的取法不同。例如，对于螺旋桨而言，其水流断面为盘面，对于明轮而言，其水流断面为桨板的浸水板面。 设推进器在无限的静止流体中以速度V A前进，为了获得稳定的流动图案，我们应用运动转换原理，即认为推进器是固定的，而水流自无穷远前方以速度V (鼓动盘)。图 A流向推进器 260
简支梁振动系统动态特性综合测试方法分析
目录 一、设计题目 (1) 二、设计任务 (1) 三、所需器材 (1) 四、动态特性测量 (1) 1.振动系统固有频率的测量 (1) 2.测量并验证位移、速度、加速度之间的关系 (3) 3.系统强迫振动固有频率和阻尼的测量 (6) 4.系统自由衰减振动及固有频率和阻尼比的测量 (6) 5.主动隔振的测量 (9) 6.被动隔振的测量 (13) 7.复式动力吸振器吸振实验 (18) 五、心得体会 (21) 六、参考文献 (21)
一、设计题目 简支梁振动系统动态特性综合测试方法。 二、设计任务 1.振动系统固有频率的测量。 2.测量并验证位移、速度、加速度之间的关系。 3.系统强迫振动固有频率和阻尼的测量。 4.系统自由衰减振动及固有频率和阻尼比的测量。 5.主动隔振的测量。 6.被动隔振的测量。 7.复式动力吸振器吸振实验。 三、所需器材 振动实验台、激振器、加速度传感器、速度传感器、位移传感器、力传感器、扫描信号源、动态分析仪、力锤、质量块、可调速电机、空气阻尼器、复式吸振器。 四、动态特性测量 1.振动系统固有频率的测量 （1）实验装置框图：见（图1-1） （2）实验原理： 对于振动系统测定其固有频率，常用简谐力激振，引起系统共振，从而找到系统的各阶固有频率。在激振功率输出不变的情况下，由低到高调节激振器的激振频率，通过振动曲线，我们可以观察到在某一频率下，任一振动量（位移、速度、加速度）幅值迅速增加，这就是机械振动系统的某阶固有
频率。 （图1-1实验装置图） （3）实验方法： ①安装仪器 把接触式激振器安装在支架上，调节激振器高度，让接触头对简支梁产生一定的预压力，使激振杆上的红线与激振器端面平齐为宜，把激振器的信号输入端用连接线接到DH1301扫频信号源的输出接口上。把加速度传感器粘贴在简支梁上，输出信号接到数采分析仪的振动测试通道。 ②开机 打开仪器电源，进入DAS2003数采分析软件，设置采样率，连续采集，输入传感器灵敏度、设置量程范围，在打开的窗口内选择接入信号的测量通道。清零后开始采集数据。 ③测量 打开DH1301扫频信号源的电源开关，调节输出电压，注意不要过载，手动调节输出信号的频率，从0开始调节，当简支梁产生振动，且振动量最大时（共振），保持该频率一段时间，记录下此时信号源显示的频率，即为简支梁振动固有频率。继续增大频率可得到高阶振动频率。
浅析机械设备的振动故障检测
Equipment Manufactring Technology No.3，2010 机械设备的故障检测，主要包括状态检测和故障诊断两个方面，即对机械设备的运行情况进行检测，并在发现故障后进行诊断和处理。机械故障检测是现代化的产物，是随着设备的改进和维修发展起来的。经过30年的发展，机械检测技术已经广泛应用在了飞机和船舶发动机、大型电网系统、石油化工、飞机自动驾驶和矿山设备等领域。 1机械故障检测技术的研究意义 在现代化的生产中，机械设备故障检测技术有着重要的意义。机械设备出现异常如果没有及时发现和处理，不仅会导致机械设备的损坏，更会造成人员伤亡的惨剧。所以关于机械故障检测技术的研究，就十分必要了。机械故障检测技术，还可以预防事故的发生和提高企业的经济效益。 1.1预防事故发生保障人身和设备安全 在许多行业（如航天、航海、航空等）中，机械设备发生故障，不仅会导致经济的严重损失，也会带来严重的社会影响。仅仅依靠提高设备的安全性来避免事故的发生，是远远不够的，必须辅助以有效的机械设备检测技术，才可以防患于未然。1.2提高经济效益 选用机械故障诊断技术，在现代化的工业生产中，可以有效增加企业的经济效益。效益是多方面的，主要是降低机械设备的突发故障和减少设备的维修费用。突发的机械设备故障，会严重影响企业的生产，造成严重经济损失。虽然我国选用机械故障诊断技术的时间不是太长，但是也取得了优良的成绩。例如辽阳的石油化工集团，从国外引进了大型的机组，试机期间出现了多起机械故障，损坏了4个离心压缩机的转子，严重影响了生产。经过故障诊断和振动分析，把故障彻底的解决了。以前，铁路系统也曾出现了大规模的燃轴事件，严重影响了铁路运输的发展，后来选用红外技术，极大地减少了此类故障的发生。 机械设备的维修费用，主要是过剩维修。选用机械设备的状态检测技术，可以有效的避免过剩维修，减少企业对于维修费用的支出。以辽阳石油化工集团为例，该企业每年要停产维修一次，企业利润减少了4000万元，维修费用4000万元，合计8000万元白白丢失了。国外的相关企业的维修期限大多是3～4年一次。由此可见，我国的过剩维修带来的损失是极为严重的。 2机械故障检测的方法振动分析法 2.1振动分析简介 机械设备在作业时，会不断的出现不同强度的振动。经验丰富的维修人员，通过触摸和倾听振动强度及声音，就可以判断出机械设备明显的故障。但关于设备早期或特征不突出的故障，维修人员还是无能为力。对机械设备进行振动检测的研究，不但可以有效地检测设备的运行情况，还可以正确的判断出故障的发生和进行处理，减少了对设备拆卸的次数。 在工业领域里，机械振动分析是衡量机械设备情况的重要指标之一。机械内部出现异常情况，随后就会出现振动的加大。零部件和设备表面就可以感受到振动，其实就是某一个振动源在设备内的传播，对应着设备和零部件的损坏或出现异常故障。例如零部件的原始制造误差、零部件间的滚动和摩擦、运动副间的空隙和回转机件的冲击等，都是机械设备的可能振动源。机械振动随着零部件间的摩擦、零部件表面的脱落、开裂等的变化而变化。机械设备也可能因为某一部件的微小振动，引发其他部件和设备的共振响应，造成设备的严重损坏。研究机械振动的目的，就是了解各种机械设备的振动现象的机理，获得机械振动包含的大量设备信息，对设备的运行情况进行检测，并分析可能存在的故障问题。依据对机械振动的研究和分析，就可以在不拆卸的前提下，对设备进行前期诊断和故障分析，并根据问题进行相应的处理。 由于振动诊断技术的理论和实践都较为完善，其诊断结果也较为准确，而备受关注，在机械故障诊断体系中有着主导地位，被广泛应用于各种设备的运行检测和故障诊断中。 2.2振动分析方法 （1）振动信号的幅值分析方法。主要应用参数有最大值、最小值、均值、均方根值和绝对平均值。这些参数的计算简单，对于机械故障的诊断也有一定的作用。其缺点是对故障有不敏感性和区分故障难的特点，因为它们会随着工作条件（转 浅析机械设备的振动故障检测 蔡宇 （江汉大学文理学院，湖北武汉430056） 摘要：介绍了机械设备的振动故障分析法，并总结出振动分析的方法，还对数种机械故障的诊断技术做了具体的分析。 关键词：机械设备；振动分析；诊断技术 中图分类号：TH113文献标识码：B文章编号：1672-545X（2010）03-0062-02 收稿日期：2009-12-14 作者简介：蔡宇（1987—），男，海南澄迈人，江汉大学文理学院2006级本科生，研究方向：机械设计制造及其自动化。 62
机械设备振动特性分析
机械设备振动特性分析 佟德纯 教授 一 振动波形变换 设备的振动监测与诊断，振动波形的分析，提取表征状态信息的特征量是最常用的有效方法之一，振动波形的分析主要有两种：一是时域分析，即将振动作为时间τ(秒)的函数x(τ)来观测。二是频域分析，即按傅立叶变换方法将x(τ)变换成频率f (赫芝)的函数X(f)。这个变换关系和过程可用空间简图来表示，见图5.1。 图5.1 振动波形分析 1. 振动的时域波形特征量 (1) 均值x ：描述振动过程的静态成分，又称为直流分量，即 ?=T dt t x T x 0)(1 (5.1) 式中T —平均时间(样本长度)，以秒或毫秒计。 (2) 绝对值平均x ，即 dt t x T x T ?=0)(1 (5.2) (3) 均方值2x ：表示振动的平均能量或平均功率的指标，即 ?=T dt t x T x 022)(1 (5.3) (4) 均方根值(有效值)rms X ：描述振动的有效正振幅，即 ?=T rms dt t x T X 0 2)(1 (5.4) (5) 方差2x σ ：描述振动偏离均值散布情况，其标准差σx 表示振动的动态分量 ，即 []?-=T x dt x t x T 02 2 )(1σ (5.5) 为了进一步理解上述振动特征量的物理意义，特用模拟电路表示特征量的运算过程，具
体如图5.2所示。 图5.2 振动特征量的运算电路 3. 复杂周期振动的分解 复杂的周期振动)()(nT t x t x T +=都可用傅立叶级数的形式展开，即分解成若干个 谐波(简谐)振动之各，即 ∑∑∞=∞=++=++=1 010)cos()sin cos (2n n n n n n T t n A A t n b t n a a x θωωω (5.6) 式中 ω为角频率，T f ππω220== 0A 为直流分量，200a A = n A 为n 阶谐波的振幅，)2,1(,?????=+=n b a A n n n n θ为n 阶谐波的相角，)2,1(),(???=-n a b arctg n n n θ 由(5.6)式可知，复杂的周期振动)(t x τ是由直流分量0A 和各次谐波振动 )3,2,1(,???=n A n 所组成。这就是振动信号的频率分析，又称谐波分析，是振动监测与诊断的基本方法之一。 示例：柴油机扭振分析 柴油机是六缸四冲程星形连接，点火次序如图5.3所示。转速n=195rpm ，即基频f 0
实验十 弦振动特性的研究
实验十 弦振动特性的研究 一 实 验 目 的 1． 观察弦振动时形成的驻波。 2． 用两种方法测量弦线上横波的传播速度，比较两种方法测得的结果。 3． 验证弦振动的波长与张力的关系。 二 仪 器 和 用 具 电振音叉（约100Hz ），弦线分析天平，滑轮，砝码，低压电源，米尺。 三 实 验 原 理 1 弦线上横波传播速度（一），如图1所示，将细弦线的一端固定在电振音叉上，另一端绕过滑轮挂上砝码。当音叉振动量，强迫弦线振动（弦振动频率应当和音叉的频率ν等），形成列向滑轮端前进的横波,在滑轮处反射后沿相反方向传播。在音叉与滑轮间往反传播的横波的叠加形成一定的驻波，适当调节砝码 重量或弦长(音叉端到滑轮轴间的线长官，在弦上将 出现稳定的强烈地振动，即弦与音叉共振。弦共振 时，驻波的振幅最大，音叉端为稍许振动的节点（非 共振时，音叉端不是驻波的节点），若此时弦上有n 个半波区，则n l /2=λ，弦上的波速v 则为 n l v v 2γγλ ==或 （1） 2 弦线上横波传播速度（二），若横波在张紧的弦线上沿x 轴正方向传播，我们取 δd AB =的微元段加以讨论（图2）。设弦线的线密度（即单位长质量）为， 则此微元段弦线ds 的质量为ρds. 在A 、B 处受到左右邻段的张力分别为21,T T ，其方向为沿弦的切线方向，与x 轴交成1a 、2a 角。 由于弦线上传播的横波在x 方向无振动，所以作用在微元 段ds 上的张力的x 分量应该为零，即 0cos cos 1122=-a T a T （2） 又根据牛顿第二定律，在y 方向微元段的运动方程为 221122sin sin dt y d ds a T a T ρ=- （3） 对于小的振动，可取dx ds ≈，而1a 、2a 都很小，所以 221121sin ,sin ,1cos ,1cos tga a tga a a a ≈≈≈≈。 又从导数的几何意义可知dx x z dx dy tga dx dy tga +??? ??=??? ??=21, 式（2）将成为T T T T T ===-1212,0即表示张力不随时间和地点而变，为一定值。式（3）将成为 22dt y d pds dx dy T dx dy T z dx x =??? ??-??? ??+ （4）
2.螺旋桨及其副作用要点
编号 南京航空航天大学 毕业论文题目 2.螺旋桨及其副作用 学生姓名顾军 学号070750526 学院民航（飞行）学院 专业飞行技术 班级0707505 指导教师蔡中长实验师 二〇一二年九月
南京航空航天大学 本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目：2.螺旋桨及其副作用）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。 作者签名：年月日 （学号）：070750526
螺旋桨及其副作用 摘要 从第一架飞机诞生直到第二次世界大战结束，几乎所有的飞机都是螺旋桨飞机。飞行学员的飞行生涯也都是从螺旋桨飞机开始的，螺旋桨是为飞机提供动力的主要组成部分，但其在提供动力的同时也给飞行带来一些副作用。在飞行过程中，飞行员应该根据各种飞行需要，克服螺旋桨所带来的副作用，保证飞机的正常飞行。本文先简单的介绍了螺旋桨的结构和工作原理，然后是螺旋桨的主要四种副作用：反作用力矩、滑流效应、进动效应和不对称载荷，从根本上讲述了各个副作用的形成原因以及作用结果，最后谈论了改正措施和个人DA42双发螺旋桨飞机的训练经验。希望本篇文章会为以后飞行学员训练提供很大的帮助。 关键词：螺旋桨，工作原理，副作用
Propeller and the Side Effect Abstract From the birth of the first aircraft until the end of World War II, almost all of the aircraft are propeller aircraft. All the pilot students start by propeller aircraft. Propeller is the main component to provide power to the flight, but at the same time it brings some side effects. In flight, the pilot should overcome the side effects caused by the propeller basing on a variety of operational needs, in order to ensure the aircraft has normal flight. In this paper, firstly there is a brief introducing the propeller structure and principle of work. Then I talk about four kinds of side effects of the propeller mainly. They are reaction torque, slipstream effect, the precession effect and asymmetric loads. This article explains the causes and the results of the side effects fundamentally. Finally some corrective measures and training experience of DA42 propeller aircraft are shared. I hope this will be helpful for the pilot students. Key Words: Propeller; Principles of work; Side effect