發(fā)布時(shí)間：2020-05-05 17:17

【摘要】：摩擦式電液負(fù)載模擬器是用于模擬飛行器舵機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中所受到的空氣力矩的地面實(shí)驗(yàn)裝置,與實(shí)物測(cè)試相比具有實(shí)驗(yàn)成本低,可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的電液負(fù)載模擬器由于結(jié)構(gòu)上的問(wèn)題始終存在影響加載性能的多余干擾力矩,而摩擦式電液負(fù)載模擬器在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了改進(jìn),將傳統(tǒng)的液壓馬達(dá)加載替換為摩擦盤加載,在理論上消除了多余力矩,大幅提升了加載性能,滿足了航空航天工業(yè)快速發(fā)展的需求,對(duì)于國(guó)防力量的提升具有重要意義。與傳統(tǒng)的電液負(fù)載模擬器加載系統(tǒng)不同的是,摩擦式電液負(fù)載模擬器通過(guò)一對(duì)摩擦盤相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力矩對(duì)舵機(jī)進(jìn)行加載。雖然理論上不會(huì)產(chǎn)生多余力矩,但是摩擦盤在加載過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的摩擦熱,這些摩擦熱在主從摩擦盤接觸面上大量聚集導(dǎo)致摩擦盤表面溫升過(guò)大,進(jìn)而影響了摩擦盤的摩擦系數(shù),導(dǎo)致加載性能下降,嚴(yán)重時(shí)將會(huì)降低摩擦系統(tǒng)壽命,對(duì)摩擦盤造成破壞。本課題針對(duì)摩擦式電液負(fù)載模擬器的摩擦生熱進(jìn)行分析,提出有效改善溫升的摩擦盤結(jié)構(gòu)。首先,分析了摩擦盤加載過(guò)程的滑摩特性和傳熱特性,根據(jù)不同種類的熱負(fù)荷建立了摩擦盤系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,分析摩擦生熱的影響因素,通過(guò)建立摩擦盤有限元模型,借助仿真軟件分析摩擦盤表面瞬態(tài)溫度場(chǎng)的變化規(guī)律,研究不同加載參數(shù)和摩擦盤厚度對(duì)表面溫度場(chǎng)和加載力矩波動(dòng)的影響,同時(shí)研究了摩擦盤材料特性對(duì)溫升的影響規(guī)律,為摩擦盤的材料選取提供理論基礎(chǔ)。其次,研究了摩擦盤表面溫升帶來(lái)的熱彈性不穩(wěn)定現(xiàn)象,通過(guò)采用擾動(dòng)法建立了摩擦盤的壓力擾動(dòng)和溫度場(chǎng)擾動(dòng)模型,并且推導(dǎo)出加載系統(tǒng)的熱彈性不穩(wěn)定臨界速度方程,分析臨界速度的影響因素,研究了不同因素對(duì)臨界速度的影響規(guī)律,提出了緩解熱彈性不穩(wěn)定現(xiàn)象的方法。最后,針對(duì)摩擦盤溫升過(guò)大的問(wèn)題,基于計(jì)算流體力學(xué)的數(shù)值分析方法對(duì)摩擦盤散熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。建立摩擦盤CFD仿真模型,借助仿真軟件比較了散熱摩擦盤和傳統(tǒng)的圓盤摩擦盤的散熱性能。通過(guò)設(shè)計(jì)不同的摩擦盤散熱筋結(jié)構(gòu),分析出影響不同結(jié)構(gòu)散熱性能的影響因素,研究了不同因素對(duì)摩擦盤散熱性能的影響規(guī)律,為設(shè)計(jì)摩擦盤散熱結(jié)構(gòu)提供了理論依據(jù)。同時(shí)研究了摩擦盤外界空氣環(huán)境對(duì)散熱性能的影響,初步對(duì)輔助散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供研究基礎(chǔ)。
【圖文】：

圖 1-1 日本最早的負(fù)載模擬器原理圖[4]，美國(guó)在模擬導(dǎo)彈舵機(jī)飛行過(guò)程中的受力時(shí)，在地面環(huán)境舵機(jī)的性能進(jìn)行檢測(cè)，，其基本原理與日本的負(fù)載模擬器要比日本的負(fù)載模擬器高。因?yàn)樗麄冊(cè)谙到y(tǒng)中巧妙地利

美國(guó)S105-4型負(fù)載模擬器[5]
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH137;TJ760.6;V216

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本文編號(hào)：2650492