颗粒阻尼是一项振动被动控制新技术,主要由填充在结构空腔中的颗粒物质通过碰撞和摩擦作用提供阻尼效应,从而达到抑制结构振动的目的。该技术具有结构简单、成本低廉、效果显著等优点,且适用于高温、腐蚀等恶劣环境。本文通过仿真和试验手段,着重研究了颗粒阻尼的减振机理和减振效果,并对其在直升机桨叶上的应用进行了初步探索。对颗粒阻尼的仿真以离散单元法(DEM)为基础。本文利用DEM的基本原理和计算方法,编制了颗粒阻尼的Visual Basic仿真程序,并应用该程序对一特定颗粒阻尼器的阻尼耗能特性进行了计算。计算结果的正确性经试验验证后得到了肯定,说明本文所编制的DEM仿真程序是可靠的。为了探索颗粒阻尼在直升机桨叶上的应用效果,本文分别对处于非旋转状态和旋转状态下的桨叶模型进行了试验研究。针对非旋转桨叶,通过对其进行频响函数测试与处理,得到了桨叶各阶阻尼比,并以此作为颗粒阻尼效果的衡量标准。试验结果表明添加颗粒阻尼可使桨叶各阶阻尼水平均得到明显改善,且改善效果与外加激振强度、颗粒阻尼安装位置、颗粒填充率以及颗粒直径等因素有密切关系。尤其在外加激励强度较高时,颗粒体在桨叶内部发生剧烈碰撞,可使桨叶的高阶阻尼比提高一个数量级甚至更多。借助直升机旋翼试验台可实现对旋转桨叶模型的振动测量。为了说明颗粒阻尼对旋转桨叶的减振效果,本文通过试验手段将桨叶在不同转速和不同颗粒阻尼安装条件下的挥舞和摆振加速度响应进行了测试和对比。结果表明,处于旋转状态下的颗粒阻尼可以克服离心力作用,在一定程度上降低旋转桨叶的挥舞和摆振响应。