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航天陀螺挠性接头的结构设计与刚度测试仪研制

专 业: 机械工程
关键词: 陀螺仪 挠性接头 弯曲刚度 刚度测试仪 有限元分析
分类号: V441.5
形 态: 共 57 页 约 37,335 个字 约 1.786 M内容
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内容摘要


近年来随着我国航天事业的不断发展,航天器件不但要求精度高、性能稳定,同时在微型化发展方向上也提出了更高的要求,这就增加了其关键零部件高精度加工与测试的难度。

航天设备中经常使用的关键零件之一——动力调谐式陀螺仪的挠性接头,由于受其尺寸小,刚性弱,易变形,难定位,难于测量等因素影响,很难达到高精度性能测量指标的要求。

因此,设计与研制开发合理的动力调谐式陀螺仪的挠性接头的刚度测试仪,减少测试误差,确保测试精度和可靠性,是本论文研究的目的。

本论文首先从动力调谐式陀螺仪的结构原理进行研究,着重分析了整体式挠性接头的结构,指出了挠性接头在其工作过程中的重要作用及作用机理,从而为正确理解挠性接头弯曲刚度测试的原理打下了理论基础。

针对陀螺仪的挠性接头弯曲刚度高精度测试的特点,传统的测试方法已无法满足测量要求,为此,本论文创新设计了全新的测试方法,围绕着该方案的可行性,进行了论证,借助先进的有限元分析软件MSC/PATRAN与MSC/NASTRAN进行了仿真分析,仿真分析结果十分满意,证明新方法的可行,为今后各章的设计奠定了基础。

随后各章论述了新型陀螺仪的挠性接头弯曲刚度测试仪器的研制过程,对于传统挠性接头弯曲的安装夹紧方式在刚度测试中引起的测量误差进行了分析,对于微型挠性接头弯曲刚度的高精度测试而言,这是不能允许的超大误差,为此,在系统地设计完成了整体测试装置的基础上,重点研制了新颖的陀螺仪挠性接头的定位夹紧结构,对于该定位夹紧结构方案也利用有限元分析软件进行了仿真分析,结果表明比较理想。

本论文还实现了计算机自动控制、自动加载和测量,信号采集和数据处理,测试结果的自动判断和显示等测试过程的自动化;最后对测试系统进行了调试和现场应用,对其精度进行了校准标定,结果表明:

该测试系统的精度、重复性和各项性能指标都满足了设计要求,达到了预期效果..……

全文目录


文摘
英文文摘
第1章 前言
1.1课题来源与背景
1.2国内外挠性接头弯曲刚度测量的研究现状
第2章 动力调谐陀螺仪的工作原理
2.1引言
2.2分体式挠性接头
2.3组合式挠性接头
2.4整体式挠性接头
2.4.1整体式挠性接头的工作原理
2.4.2整体式挠性接头的结构
2.4.3一体式挠性接头优点
2.5本章小结
第3章 挠性接头弯曲刚度测试方案设计
3.1引言
3.2弯曲刚度的计算公式
3.3力矩的测量方法
3.4角度的测量方法
3.5几种测试方案的整体比较
3.6拟采用的弯曲刚度测量方法
3.7本章小结
第4章 挠性接头的结构设计与优化
4.1引言
4.2有限元法概论
4.3有限元分析仿真软件MSC/PATRAN与MSC/NASTRAN
4.4挠性接头有限元分析
4.4.1材料属性
4.4.2几何模型的初步分析
4.5模型的简化
4.6简化模型的计算结果及分析
4.6.1计算结果
4.6.2刚度分析
4.7本章小结
第5章 挠性接头弯曲刚度测试装置研制
5.1引言
5.2弯曲刚度的测量原理
5.3挠性接头弯曲刚度测量装置的结构设计
5.3.1挠性接头的弯曲刚度测量精度分析
5.3.2弯曲刚度的变化与角度θ的测量
5.5.3弯曲刚度的变化与扭矩M的测量
5.3.4测量仪器结构
5.4本章小结
第6章 测试装置的控制系统和调试
6.1引言
6.2测试装置工作的流程
6.3测试控制程序简介
6.3.1测试软件整体框架
6.3.2数据通信
6.3.3数据处理程序设计
6.3.4试验结果输出
6.4步进电机及控制方式
6.4.1步进电机的特点
6.4.2步进电机的控制
6.5标定测试
6.5.1角度θ的标定
6.5.2扭矩M的标定
6.6本章小结
第7章 一体化挠性接头性能检测结果
7.1引言
7.2挠性接头弯曲刚度测量结果
7.3本章小结
第8章 总结与展望
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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