阅读说明：本技术 一种降低薄壁式通风管动态响应的结构 (Structure for reducing dynamic response of thin-wall ventilation pipe ) 是由 沈重 戴亚光 陈忠明 宋恩鹏 于 2021-08-08 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种降低薄壁式通风管动态响应的结构,包括：通风管,用来承受和传递与高速气流产生的耦合振动载荷；蒙皮,用来承受通风管传递过来的振动载荷；边肋,用来承受通风管传递过来的振动载荷；沿着所述通风管延伸方向设置的隔板和通风管安装支架,所述隔板和通风管安装支架通过铆钉与所述蒙皮及通风管连接,用来承受和传递所述通风管传递过来的振动载荷；包括不同厚度金属薄片的调整垫片,其通过铆钉连接在所述蒙皮与通风管之间、所述蒙皮与通风管安装支架之间,用来调整所述蒙皮与通风管之间、蒙皮与通风管安装支架之间的间隙；以及具有大于蒙皮阻尼系数的阻尼材料,其与蒙皮通过粘接形成板型结构,用来耗散通风管传递过来的振动载荷。(The invention provides a structure for reducing dynamic response of a thin-wall ventilation pipe, which comprises: the ventilation pipe is used for bearing and transmitting the coupled vibration load generated by the high-speed airflow; the skin is used for bearing the vibration load transmitted by the ventilation pipe; the side rib is used for bearing the vibration load transmitted by the ventilation pipe; the partition plate and the ventilation pipe mounting bracket are arranged along the extension direction of the ventilation pipe, and are connected with the skin and the ventilation pipe through rivets so as to bear and transmit the vibration load transmitted by the ventilation pipe; the adjusting gaskets comprise metal sheets with different thicknesses, are connected between the skin and the ventilating pipe and between the skin and the ventilating pipe mounting bracket through rivets and are used for adjusting gaps between the skin and the ventilating pipe and between the skin and the ventilating pipe mounting bracket; and the damping material is bonded with the skin to form a plate-type structure and is used for dissipating the vibration load transmitted by the ventilation pipe.)

一种降低薄壁式通风管动态响应的结构

技术领域

本发明属于飞机结构维护技术领域，特别涉及一种降低通风管动态响应的结构。

背景技术

飞机内部的电子设备、燃油系统、液压系统等装置或设备在工作过程中会产生大量的热量，一部分热量通过自然散热实现热量耗散，而另一部分设备自然耗散无法满足自身温度使用要求，需要从外界引入气流进行冷却，飞机上的通风管结构便是将外界气流引进飞机结构内部，从而对上述装置或设备进行加快散热。

为了满足飞机结构重量指标，通风管结构往往采用薄壁式铝合金结构，但该类结构在飞机大马赫数飞行状态下，通风管与高速气流产生耦合振动，导致通风管结构发生疲劳破坏，从而影响设备的散热。

发明内容

本发明的目的是提供了一种降低薄壁式通风管动态响应的结构，以解决或减轻上述至少一个问题。

本发明提供的技术方案是：一种降低薄壁式通风管动态响应的结构，所述结构包括：

壁厚在2mm以下的通风管，所述通风管用来承受和传递与高速气流产生的耦合振动载荷；

壁厚在2mm以下的蒙皮，所述蒙皮用来承受通风管传递过来的振动载荷；

边肋，所述边肋通过铆钉与所述蒙皮及通风管连接，用来承受通风管传递过来的振动载荷；

沿着所述通风管延伸方向设置的隔板和通风管安装支架，所述隔板和通风管安装支架通过铆钉与所述蒙皮及通风管连接，用来承受和传递所述通风管传递过来的振动载荷；

包括不同厚度金属薄片的调整垫片，所述调整垫片通过铆钉连接在所述蒙皮与通风管之间、所述蒙皮与通风管安装支架之间，用来调整所述蒙皮与通风管之间、蒙皮与通风管安装支架之间的间隙，以减小安装应力；以及

具有大于蒙皮阻尼系数的阻尼材料，所述阻尼材料与所述蒙皮通过粘接复合形成板型结构，用来耗散通风管传递过来的振动载荷。

进一步的，所述边肋的厚度大于所述通风管或蒙皮的厚度，以提供大于所述通风管或蒙皮的结构强度。

进一步的，所述边肋的厚度不少于3mm。

进一步的，所述隔板和通风管安装支架的厚度不超过所述通风管和蒙皮的厚度。

进一步的，所述隔板和通风管安装支架的厚度在2mm以下。

进一步的，所述阻尼材料包括金属层、位于所述金属层两侧的阻尼层以及位于外侧的阻尼层的约束层和位于内侧的阻尼层的胶结层，胶结层用于与所述蒙皮进行胶结。

进一步的，所述约束层和所述金属层的材料相同。

进一步的，所述约束层和所述金属层均为铝合金材质。

进一步的，所述阻尼层为橡胶材质。

进一步的，所述阻尼材料的厚度不低于3mm。

本发明所提供的结构可以在很大程度上降低薄壁式通风管与高速气流产生的耦合振动响应，提高通风管、通风管安装支架以及蒙皮等结构的使用寿命，确保飞机内部设备散热要求，避免次生灾害的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为本发明的降低薄壁式通风管动态响应的结构俯视图。

图2为本发明的降低薄壁式通风管动态响应的结构前视图。

图3为本发明的降低薄壁式通风管动态响应的结构俯视图(无蒙皮)。

图4为本发明的降低薄壁式通风管动态响应的结构侧视图。

图5为本发明中的阻尼材料示意图。

附图标记：

1-蒙皮；

2-边肋；

3-隔板；

4-通风管；

5-调整垫片；

6-通风管安装支架；

7-阻尼材料；

71-约束层；

72-阻尼层；

73-金属层；

74-胶结层。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

如图1至图4所示，本发明提供的降低薄壁式通风管动态响应的结构主要包括蒙皮1、边肋2、隔板3、通风管4、调整垫片5、通风管安装支架6及阻尼材料7。

蒙皮1为铝合金金属板，其厚度一般在2mm以下，并且具有足够的强度，蒙皮1通过铆钉与边肋2、隔板3、通风管4和通风管安装支架6进行连接，用来承受通风管4传递过来的振动载荷；

边肋2为机加而成的金属加筋板结构，其厚度大于蒙皮1或通风管4的厚度，一般在3mm以上，且具有足够大的刚度及强度，边肋2通过铆钉与蒙皮1及通风管4进行连接，用来承受通风管4传递过来的振动载荷；

隔板3为钣金金属板，其厚度一般在2mm以下，且具有足够的强度，隔板3通过铆钉与蒙皮1及通风管4进行连接，用来承受和传递通风管4传递过来的振动载荷；

通风管4为两片钣金金属板，通过焊接形成的筒状结构，其厚度一般在2mm以下，且具有足够的刚度及强度，通过铆钉与蒙皮1、边肋2、隔板3、通风管安装支架6连接，用来承受和传递与高速气流产生的耦合振动载荷；

调整垫片5为一系列厚度不同的金属薄片，其厚度在0.1mm～1mm之间，调整垫片5通过铆钉连接在蒙皮1与通风管4之间、蒙皮1与通风管安装支架6之间，用来调整蒙皮1与通风管4之间、蒙皮1与通风管安装支架6之间的间隙，以减小安装应力；

通风管安装支架6为钣金金属板，其厚度一般在2mm以下，具有足够的刚度及强度，通风管安装支架6通过铆钉与蒙皮1、通风管4连接，用来承受和传递通风管4传递过来的振动载荷；

阻尼材料7为包括金属层73、阻尼层72和约束层71、胶结层74构成的复合型的板型结构，其具有较高的阻尼系数。其中，阻尼层72设置在金属层73的两侧面，上层的阻尼层72外设置约束层71，下层的阻尼层72上设置胶结层74，金属层73和约束层71的材料相同，均为铝合金材料，阻尼层72为橡胶材质，其厚度一般在3mm以上，阻尼材料7通过胶接在蒙皮1上，可以用来耗散通风管4传递过来的振动载荷。

在本发明中，通过有限元分析系统计算固有频率及动态响应，根据动态响应结果，对可以戳阻尼材料7进行选参，获得阻尼层72的层数及约束层71的金属板厚度参数，从而确定阻尼材料7的布置区域；利用铆钉将边肋2、隔板3、通风管4、通风管安装支架6进行连接，通过调整垫片5调整蒙皮1与通风管4之间、蒙皮1与通风管安装支架6之间的间隙，并用铆钉与蒙皮1连接，确保无安装应力；全部安装完成后，整体结构进行模态测试，并与有限元分析结果进行对比分析，确定阻尼材料7各参数选择的准确性，将阻尼材料7与蒙皮1用胶粘的方式进行连接，从而实现耗散通风管传递的振动载荷，实现降低通风管结构动响应的目的。

本发明所提供的降低通风管结构动态响应抑制方法。利用该方法可以在很大程度上降低通风管结构与高速气流产生的耦合振动响应，提高通风管结构、通风管安装结构、蒙皮结构使用寿命，确保飞机内部设备散热要求，避免次生灾害的发生。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。