航天产品性能测试用低频线振动台研制

发布时间：2017-10-06 02:20

  本文关键词：航天产品性能测试用低频线振动台研制

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【摘要】：惯性导航系统在飞行制导过程中会承受较大振动和持续的高加速度作用,国内外通常采用线振动台,对其工作过程进行模拟,以测试和验证其性能指标。线振动台可以给被测试的设备提供高加速度振动环境,在该工作环境下可用摆式加速度计和陀螺仪对高阶误差项系数进行辨识研究。但目前振动台在实验过程中测量精度较低,且低频(低于0.1Hz振动周期为10s)振动台在国际和国内很难实现,因此本论文研制了一种低频线振动台。对国内外线振动台的现状进行了分析,针对目前存在的问题提出了低频线振动台设计的技术要求。对低频线振动台的总体结构进行了设计,结合工作特点对导轨、曲柄盘进行相应的力学分析。对线振动台推杆刚度、压杆稳定性进行校核,同时对其横梁变形、曲柄轴刚度、曲柄轴变幅机构定位锁紧销强度及变形进行分析,重点对曲柄盘平衡质量进行计算,基于载荷对转轴刚度和滚动轴承进行了分析。直流电机作为振动台的主要动力元件,当固有频率和转子转动的频率相等时会对电机造成结构破坏。因此,在有限元软件环境中引入线振动台直流电机的工作边界条件,对电机的结构进行有预紧力的模态分析,得到了直流电机的前八阶固有模态,确定了电机的固有频率和振型。模拟仿真结果显示电机在额定工况下不会出现振动较为剧烈的情况,电机可以安全运行。对振动台的关键零件进行了静力学有限元分析,结果显示所设计的结构强度满足要求。为验证低频线振动台的性能,对相关参数进行检测。确定线振动台的工作环境和条件,采用相关测试设备对线振动台台面的垂直度和磁场强度、振动主轴的波形畸变和寄生转动、驱动轴和机体底座的性能进行检测,并对线振动台的可靠性提出了要求。
【关键词】：线振动台 低频 模态分析 检测
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V416.8
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题来源及目的和意义10-12
• 1.2 国内外研究情况12-16
• 1.2.1 国外线振动台的发展状况12-14
• 1.2.2 国内线振动台的发展状况14-16
• 1.3 本文研究的主要内容16-18
• 第2章 低频线振动台的机械系统设计18-28
• 2.1 引言18
• 2.2 低频线振动台的机械总体设计18-21
• 2.2.1 低频线振动台主要技术要求与指标18-19
• 2.2.2 低频线振动台的组成19-21
• 2.3 低频线振动台的振动工作原理21-22
• 2.4 低频线振动台重要部件设计22-25
• 2.4.1 低频线振动台主轴箱设计22-23
• 2.4.2 低频线振动台底座设计23-24
• 2.4.3 低频线振动台电机的支撑结构设计24-25
• 2.5 线振动台导轨及曲柄盘的力学分析25-27
• 2.5.1 导轨的力学分析25
• 2.5.2 曲柄盘受力分析25-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第3章 低频线振动台关键部件校核28-45
• 3.1 引言28
• 3.2 线振动台推杆刚度及压杆稳定28-30
• 3.2.1 端面转角的计算29
• 3.2.2 推杆顶端水平变形29
• 3.2.3 推杆轴向压缩变形29-30
• 3.2.4 压杆稳定校核计算30
• 3.3 线振动台横梁变形30-32
• 3.4 线振动台曲柄轴刚度分析32-33
• 3.5 曲柄轴变幅机构定位锁紧销强度及变形分析33-34
• 3.6 曲柄盘结构参数设计34-38
• 3.6.1 结构参数34-35
• 3.6.2 曲柄盘左侧半圆部分质量力矩计算35-36
• 3.6.3 盘右侧矩形部分自重力矩计算36
• 3.6.4 盘右侧合成力矩计算36
• 3.6.5 盘左侧配重厚度计算36-37
• 3.6.6 曲柄盘结构尺寸确定37-38
• 3.7 转轴刚度计算38-42
• 3.8 滚动轴承校核计算42-43
• 3.9 本章小结43-45
• 第4章 线振动台电机模态及关键零件有限元分析45-55
• 4.1 引言45
• 4.2 直流电机的计算45-46
• 4.3 振动台直流电机的模态分析46-49
• 4.3.1 模态基础理论46-49
• 4.3.2 在预应力作用下的模态分析步骤49
• 4.4 电机的模态分析49-52
• 4.5 线振动台关键零件有限元分析52-53
• 4.5.1 曲柄轴的静力学有限元分析52-53
• 4.5.2 曲柄盘的静力学有限元分析53
• 4.6 本章小结53-55
• 第5章 低频线振动台性能检测55-73
• 5.1 引言55
• 5.2 线振动台实物及其性能检测设备介绍55-56
• 5.3 实验台工作环境和条件56-57
• 5.4 线振动台的台面性能检测57-61
• 5.4.1 振动台台面直径及平面度检测57-58
• 5.4.2 台面与主轴垂直度检测58-60
• 5.4.3 台面磁场强度检测60-61
• 5.5 线振动台的振动主轴性能检测61-71
• 5.5.1 主轴的低频稳定度检测61-62
• 5.5.2 振动主轴加速度幅值范围和稳定度检测62-64
• 5.5.3 振动主轴波形畸变检测64-66
• 5.5.4 振动主轴横向加速度检测66-68
• 5.5.5 振动主轴垂直寄生转动检测68-69
• 5.5.6 振动主轴水平寄生转动检测69-71
• 5.6 线振动台的驱动轴性能检测71
• 5.7 本章小结71-73
• 结论73-74
• 参考文献74-81
• 致谢81-82
• 个人简历82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：980164