摘要：某型直升机驾驶舱有机玻璃机械损伤及失效研究

针对某型直升机在服役过程中驾驶舱有机玻璃机械性能出现损坏和失效的现象，本文以该型直升机的驾驶舱有机玻璃部件为研究对象，研究了自然和环境因素对驾驶舱有机玻璃的损坏和失效。本文研究了自然环境中的湿度、热量和紫外线对有机玻璃老化的影响。通过查阅大量前人的研究成果并验证一些实验，得出自然环境造成有机玻璃的主要原因是物理和化学作用。 .其中，热老化主要是指有机玻璃大分子中的酯基（-COOCH3）侧键容易从聚合物中断裂，从而形成小分子物质，降低其力学性能。有机玻璃的湿老化主要是PMMA聚合物链主链上易水解基团的水解。大分子的有效纠缠密度降低，水分子可以渗透到材料中并积累形成水泡，最终降低有机玻璃的机械性能。有机玻璃的光老化是因为光线中波长为290nm-330nm的紫外线照射到有机玻璃上，聚合物分子在吸收光量子后变成“能量丰富”或“激发”的分子，分子必须吸收“活化能”能量进行反应。当激发能达到活化能时，键断裂，PMMA分子解离产生自由基，降低了力学性能。本文对破裂的航空有机玻璃的动态特性进行了分析。直升机振动环境的典型特征是由于旋翼的周期性旋转，振动是随机振动和正弦激振的叠加。本文利用有限元软件对开裂有机玻璃零件的固有频率和模态形状进行分析，并结合模态分析结果进行典型振动环境的振动分析。为了方便有限元分析，根据等能量原理，将正弦振动转化为一定频域内的窄带随机振动及其谐波，并叠加宽带随机振动，将上述功率谱密度曲线作为输入激励，分析随机激励输入后结构的速度。对应位移、应力、加速度等功率谱密度曲线及激励方向对响应的影响，探讨结构一维统计应力及其随裂纹扩展的变化。

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