新型超高速摄影仪转镜力学性能研究

发布时间：2017-04-29 12:26

  本文关键词：新型超高速摄影仪转镜力学性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：转镜作为转镜式高速摄影机中一个主要部件,其力学性能的优劣在很大程度上影响着摄影机性能的好坏。由于其工作时转速极高,转镜临界转速对其力学性能的影响就成为转镜设计面临的一个重大难题。为使摄影仪平稳安全可靠的运转,转镜就必须具有良好的静力学和动力学性能。本文结合大结构尺寸镁转镜的设计,从以下几个方面对镁转镜、径向阶跃式变密度转镜进行研究。第一步,通过APDL对大结构尺寸镁转镜建立有限元分析模型,并根据弹性力学理论对转镜的静强度进行分析。结果显示,大结构尺寸镁转镜满足静力学强度要求,不会由于静强度原因而导致转镜破坏。在静强度满足要求的情况下,分别对大结构尺寸镁转镜进行模态、谐响应数值分析,分析结果表明1阶弯曲是造成转镜发生破损的决定性因素,故在设计过程中,转镜工作转速必须避开1阶弯曲对应的临界转速。最后对转镜进行模态和谐响应试验分析,将试验得出的结果与数值分析得出的结果进行对比,发现结果有很高的重合度,说明数值分析方法在实际应用中具有现实可行性。第二步,结合对大结构尺寸镁转镜的分析方法,分析了实际工作条件下的镁合金和径向变密度转镜的静力学性能。当转速为50×104rpm时,镁转镜的极值应力位于转轴处,应力值为131MPa,最大应变量为2.637×10-3,镁转镜的静强度和刚度均满足要求。径向变密度转镜的最大应力为261MPa,最大应变量为1.642×10-3,约为同等条件下镁转镜变形量五分之三,径向变密度转镜静力学性能满足实际工作要求。第三步,分析实际工作条件下的实际尺寸的镁转镜和径向变密度转镜的模态和激励响应特性。镁转镜和径向阶跃式变密度转镜1阶模态临界转速位于较高的转速区域,两者在实际工作时可以较快的跳过共振点,结构尺寸满足动力学性能要求。
【关键词】：镁转镜与变密度转镜 静力学与动力学分析 强度 振动模态 激励响应
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB853
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 超高速摄影仪的发展概述9-12
• 1.2 研究转镜的意义12-13
• 1.3 国内外转镜研制的现状13-15
• 1.4 研究转镜的目的15
• 1.5 论文研究的主要内容15-16
• 1.6 论文的创新点16-17
• 1.7 本章小结17-18
• 第2章 大结构尺寸镁转镜力学性能研究18-48
• 2.1 转镜数值分析模型18-20
• 2.1.1 有限元分析软件的发展18
• 2.1.2 转镜数值分析单元简介18-20
• 2.2 转镜有限元模型20-22
• 2.3 镁转镜静力学分析22-29
• 2.3.1 静力学分析理论基础22-27
• 2.3.2 转镜静力学数值分析27
• 2.3.3 大结构尺寸镁转镜静力学结果分析27-29
• 2.4 大结构尺寸镁转镜模态分析29-40
• 2.4.1 转镜模态分析理论基础30-32
• 2.4.2 大结构尺寸转镜数值模态分析32-37
• 2.4.3 大结构尺寸镁转镜模态试验分析37-40
• 2.5 大结构尺寸镁转镜谐响应分析40-46
• 2.5.1 转镜谐响应分析理论基础及分析方法的比较41-42
• 2.5.2 大结构尺寸镁转镜谐响应数值分析42-45
• 2.5.3 大结构尺寸镁转镜谐响应分析试验45-46
• 2.6 本章小结46-48
• 第3章 实际尺寸镁转镜力学分析48-52
• 3.1 镁转镜静力学分析48-49
• 3.1.1 概述48
• 3.1.2 镁转镜有限元模型48
• 3.1.3 镁转镜静力学分析结果48-49
• 3.2 镁转镜模态数值分析49-50
• 3.3 镁转镜谐响应数值分析50-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第4章 变密度转镜力学分析52-59
• 4.1 概述52
• 4.2 变密度转镜静力学分析52-54
• 4.2.1 变密度转镜有限元模型52-53
• 4.2.2 变密度转镜静力学结果分析53-54
• 4.3 变密度转镜模态数值分析54-55
• 4.4 变密度转镜谐响应数值分析55-57
• 4.5 本章小结57-59
• 第5章 转镜设计方法总结与展望59-61
• 5.1 总结59-60
• 5.2 展望60-61
• 参考文献61-64
• 致谢64-65
• 攻读硕士学位期间的研究成果65-66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：334880