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航天陀螺减振器的动力学、热力学分析

专 业: 机械制造及其自动化
关键词: 陀螺减振器 动力学 传热学 有限单元法 VPD
分类号: V441.5
形 态: 共 131 页 约 85,805 个字 约 4.104 M内容
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内容摘要


陀螺仪器作为应用于空间卫星上重要的精密定位与定向装置,在使用中不仅要求陀螺与卫星时刻保持捷联状态,同时要求尽量少的外界干扰影响陀螺仪器的工作。

空间卫星是通过运载火箭发射到太空中的,无论运载火箭的发射分离或者其飞行过程中都会产生不同程度的冲击与振动,同时伴随着很大的速度与加速度,这些因素有时对于陀螺仪器是致命的。

正是出于这样的原因,在陀螺系统中都会安装减振装置以保护陀螺仪器本体不受外界环境的干扰。

本文的研究对象正是从属于陀螺系统的橡胶减振装置,虽然基于经验的结构设计通过一些现有的试验条件证明其可用性,但是由于客观条件的限制,对于一些工作状态的模拟需要通过CAD/CAE来完成,在这个角度上来说充分体现了VPD在现在制造技术中的优点。

本文主要使用大型有限元软件MSC。

Patran/Nastran对陀螺减振器进行了动力学与热力学性能的分析:

对陀螺减振器的固有模态及静刚度进行了计算;对陀螺减振器的工作状态进行了模拟计算;对陀螺减振器在空气介质与真空中两种工作环境中的温度场分布与散热进行了模拟计算;同时通过改变主要减振元件—橡胶减振套圈的结构尺寸与材料属性为改进原有的结构设计提供理论依据。

从以上分析计算主要得到了以下的结论:

虽然现有结构设计是基于经验的,但是从其保护陀螺仪器的功能上来说是十分出色的,它能够很好的控制减振装置的谐振频率,并对于外界的各种冲击与振动都能够对陀螺仪器起到很好的保护作用;通过对陀螺减振器在空气介质与真空中的温度场分析计算得到了在这两种工况下陀螺减振器的温度场分布,并找到了在不同的散热方式下其主要散热途径;并通过改变橡胶减振套圈的结构尺寸及材料属性的分析计算为现有结构设计的改进提供了依据。

最后,关于进一步工作的方向进行了简要的讨论……

全文目录


文摘
英文文摘
第1章 绪论
1.1研究对象及背景
1.1.1研究对象—动调陀螺减振器简介
1.1.2陀螺及陀螺仪器减振装置简介
1.1.3减振器分类介绍与比较
1.2研究目的及采用方法
1.2.1研究目的
1.2.2研究方法
1.3所需研究的主要内容
第2章 陀螺减振器的结构与材料分析
2.1陀螺减振器的结构分析
2.2陀螺减振器的材料分析
2.2.1陀螺减振器使用材料总述
2.2.2高阻尼硅橡胶材料的本构关系
2.2.3有限单元法对硅橡胶材料本构关系的理解
2.3使用有限单元法对陀螺减振器进行计算时的主要难点及解决
第3章 陀螺减振器的动态性能分析和工作状态的模拟
3.1航天用陀螺减振器动态性能指标要求
3.2使用有限单元法对陀螺减振器的动态性能分析
3.2.1使用有限单元法进行动态分析的原理
3.2.2使用有限单元法进行动力学分析的方法
3.2.3使用MSC.Patran/Nastran对陀螺减振器进行动态性能分析的方法步骤
3.2.4陀螺减振器的动态性能分析1
3.2.4陀螺减振器的动态性能分析2
3.3使用有限单元法对陀螺减振器的工作状态模拟与分析
3.3.1对于陀螺减振器结构阻尼系数的理解
3.3.2陀螺减振器的工作状态分析
3.3.3陀螺减振器对于火箭外界简谐振动的工作状态模拟计算
3.3.4陀螺减振器对于火箭恒加速度状态下的模拟计算
3.3.5陀螺减振器对于火箭发射/分离状态的模拟计算
3.3.6陀螺减振器工作状态模拟计算的总结
第4章 陀螺减振器的传热性能分析
4.1陀螺减振器的工作热环境与导热性能分析
4.2利用有限元法对陀螺减振器的工作热环境的模拟
4.2.1使用有限单元法进行传热性能分析的原理
4.2.2陀螺减振器导热性能分析的准备工作
4.2.3陀螺减振器在空气介质中的传热性能的模拟计算
4.2.4陀螺减振器在真空介质中的传热性能的模拟计算
4.3对陀螺减振器的传热性能分析的总结
第5章 硅橡胶减振套圈的结构参数及材料性能参数的改变对减振器性能的影响
5.1硅橡胶减振套圈结构参数的改变对减振器性能的影响
5.2硅橡胶减振套圈材料性能参数的改变对减振器性能的影响
5.2.1组合体所用硅橡胶材料的本构关系
5.2.2改变材料的本构关系对组合体减振性能的影响
5.3结论分析
第6章 结论与展望
6.1结论
6.2进一步工作的方向
参考文献

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中图分类: > V441.5 > 航空、航天 > 航天(宇宙航行) > 航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制 > 仪表

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