三浮陀螺加速度计温度模型的分析与研究

发布时间：2021-10-24 11:33

　　三浮陀螺加速度计用于测量载体相对于惯性空间的加速度,是惯性平台中的核心仪表。三浮陀螺加速度计精度跟温度场有关联,三浮陀螺加速度计的温度梯度及其温度波动直接影响浮子的重浮力残差、浮油扰动力矩,以及浮油参数的稳定性,从而产生附加力矩,影响仪表精度,因此研究三浮陀螺加速度计内部的温度场分布尤为重要。通过三浮陀螺加速度计的误差模型,分析了温度波动对三浮陀螺加速度计一次项误差系数的影响,分析了浮油径向温度梯度对三浮陀螺加速度计一次项误差系数的影响。分析了三浮陀螺加速度计的结构组成和传热途径,为建立三浮陀螺加速度计的温度场模型打下了基础。利用有限元软件对三浮陀螺加速度计进行温度场仿真,得到了三浮陀螺加速度计稳态温度场分布情况,并对仿真结果的合理性进行了分析。根据仪表的结构特点合理的设置了测温点,提取了特征点的温度值,验证了仿真结果的正确性,为三浮陀螺加速度计的热设计提供了基础参数。根据软件仿真和试验的结果提出了一种优化方案,对三浮陀螺加速度计的温度场进行了优化:通过提高大护线板端加热片的功率优化热源分配,减小了浮油的温度梯度,提高了浮油温度场的均匀性,对提高三浮陀螺加速度计的精度具有重要意义。 

【文章来源】：中国运载火箭技术研究院北京市

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1.引言
    1.1 课题的背景和意义
    1.2 国内外研究状况
        1.2.1 三浮PIGA发展历程
        1.2.2 惯性仪表温度场研究状况
    1.3 论文的研究步骤
    1.4 论文的研究内容
    1.5 论文的章节编排
2.三浮PIGA的原理和误差模型的机理分析
    2.1 三浮PIGA基本工作原理
    2.2 三浮PIGA的运动方程
    2.3 三浮PIGA的系统方块图
    2.4 三浮PIGA误差模型的机理分析
        2.4.1 温度波动对零次项误差系数的影响
        2.4.2 温度波动对一次项误差系数的影响
        2.4.3 浮油径向温度梯度对一次项误差系数的影响
    2.5 本章小结
3.温度场分析理论基础
    3.1 传热学基础
    3.2 有限元的基本思想
    3.3 ANSYS软件介绍
    3.4 本章小结
4.三浮PIGA有限元计算仿真
    4.1 三浮PIGA的结构组成与传热途径
    4.2 三浮PIGA温度模型的基本假设
    4.3 三浮PIGA温度模型的建立
        4.3.1 三维模型的建立
        4.3.2 材料的物理参数
        4.3.3 三浮PIGA内部的功耗分析
        4.3.4 环境温度和对流换热系数的确定
        4.3.5 氦气和空气当量导热系数
    4.4 有限元计算结果分析
        4.4.1 整表温度场分布
        4.4.2 部分零件温度场分布
        4.4.3 浮油温度场分布
    4.5 本章小结
5.三浮PIGA温度场仿真的验证试验
    5.1 试验方案的确定
        5.1.1 测温元件的选择
        5.1.2 测温位置的选择
        5.1.3 测温试验硬件配置
    5.2 三浮PIGA温度场试验
        5.2.1 陀螺摆组件温度场测试
        5.2.2 外环温度场测试
    5.3 仿真结果的验证
    5.4 误差分析
    5.5 仿真与试验结果分析
    5.6 本章小结
6.三浮PIGA温度场的优化
    6.1 优化方案的分析
    6.2 本章小结
7.总结与展望
    7.1 论文的主要结论
    7.2 论文的创新性
    7.3 不足和展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]惯性技术研究现状及发展趋势[J]. 王巍.  自动化学报. 2013(06)
[2]某型号液浮陀螺温度场分析[J]. 卜石,刘娜.  弹箭与制导学报. 2006(04)
[3]惯性平台热场分析及热设计的改进[J]. 杨盛林,刘昱,刘玉峰.  中国惯性技术学报. 2005(01)
[4]某型液浮陀螺仪定位壳体温度场有限元分析[J]. 杨盛林,刘昱,刘玉峰.  中国惯性技术学报. 2004(05)
[5]新型惯性技术的发展[J]. 周世勤.  飞航导弹. 2001(06)
[6]某型液浮陀螺浮子结构的热应力分析[J]. 白永杰,刘德钧.  中国惯性技术学报. 1999(04)
[7]提高单自由度液浮速率陀螺热稳定性和抗干扰的研究[J]. 沈生培,陆贤睦,杨垿.  上海交通大学学报. 1983(01)



本文编号：3455209