一种微型激振器结构设计与优化

发布时间：2017-11-10 03:25

  本文关键词：一种微型激振器结构设计与优化

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【摘要】：航天器的振动力学环境实验是航天器研制过程中的十分重要环节之一,对于检测航天器在振动环境中的可靠性有着至关重要的作用。激振器是力学环境试验中的最为关键的设备,其在振动测试实验中为试件提供激振力。在传统方法下激振器的研发周期长、成本高,易产生产品更新跟不上当前需求等问题。利用建模软件建立激振器的三维模型,继而进行激振器可动系统的仿真和优化计算,从而可以弥补实验的不足,降低实验的风险,节省实验的成本,最终提高研制效率。针对目前国内激振器研制技术中技术难题的存在,本论文重点对激振器的可动系统和磁路系统进行了研究。首先,本文根据电动式激振器的原理,运用CATIA软件设计了微型激振器的基座,磁路系统,可动系统,支撑弹簧板盘片和壳体等的三维模型。其次,通过理论公式推导并证明了激振器可动系统对模态力学环境实验的重要影响,给出了激振器可动系统的设计原则和选材依据。选择合理的材料并运用计算机仿真软件对可动系统进行模态计算分析。第三,本文运用ANSYS软件对激振器磁路系统进行建模,仿真计算了激振器的工作磁场强度。对比分析了几种不同磁性材料的性能优劣。运用电磁感应理论进行推导,计算得出激振器工作的最大激振力。最后,运用MSC.PATRAN/NASTRAN软件建立了可动系统的优化数学模型,运用Tools-Design Study和Model Variables模块对弹簧板盘片进行优化,结果表明在满足设计方案需求的前提下,质量得到了明显减轻。此后进行了静力学分析,频响分析,模态计算,这些都对比并验证了此方案的可靠性和可行性。保证了激振器具有良好的工作频率特性,满足了实验设计的基本要求。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V216.8

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本文编号：1164882