本文關(guān)鍵詞：自預(yù)緊壓電三維測力單元研制

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【摘要】：在采用鏡像銑的方法加工大型火箭薄壁外板的過程中,支撐力的大小和方向不僅對壁板的加工質(zhì)量和效率有決定性的影響,而且是實時反映銑削力狀態(tài)的重要指標(biāo)。在線監(jiān)測支撐力的大小及其變化趨勢,綜合薄壁外板的加工要求,可以對銑刀的轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等加工參數(shù)及時調(diào)整,使大直徑外板在減薄銑削過程中始終保持高度的穩(wěn)定性和高效性。針對鏡像銑加工方法中對支撐力的實時測量需求,結(jié)合大型薄壁構(gòu)件加工中支撐力測量末端的結(jié)構(gòu)特點,以壓電效應(yīng)為理論基礎(chǔ),研制了一種適用于受限空間支撐力測量的壓電式三維測力單元。該測力單元中間布置一個三向力傳感器作為力電轉(zhuǎn)換元件,實現(xiàn)了加工過程中支撐力三個正交方向力的同時測量。根據(jù)測量支撐力空間受限測試條件,參考測力單元的量程和靈敏度要求,設(shè)計了傳感器的結(jié)構(gòu)并計算晶片尺寸,討論了測力單元的預(yù)緊方案,并計算出預(yù)緊力大小和預(yù)緊件直徑、校核了切向量程,設(shè)計上下壓塊的結(jié)構(gòu)并選擇合適材料。利用ANSYS軟件對傳感器的晶組和晶體殼進(jìn)行靜態(tài)分析,選擇使測力單元具有高剛度的尺寸參數(shù),對測力單元進(jìn)行靜態(tài)分析和模態(tài)分析,驗證其具有良好的線性、較小的干擾和較高的固有頻率。在實驗室條件下,對測力單元進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定,結(jié)果表明該測力單元具有良好的靜態(tài)特性。建立測力單元動態(tài)標(biāo)定實驗裝置,采用沖擊法對測力單元的動態(tài)性能進(jìn)行標(biāo)定,得到測力單元具有較高的固有頻率。該測力單元的各項技術(shù)指標(biāo)都滿足要求,即該測力單元能夠滿足動態(tài)支撐力的實時測量,為實現(xiàn)大型薄壁件鏡像銑加工過程中穩(wěn)定性的提高提供了可靠保證。
【關(guān)鍵詞】：受限空間 三維力 壓電效應(yīng) 測力單元 靜動態(tài)標(biāo)定
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V46
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-20
• 1.1 課題的來源與意義9
• 1.2 壓電傳感器與測力儀研究現(xiàn)狀9-15
• 1.3 測力單元研究現(xiàn)狀15-19
• 1.4 課題主要研究內(nèi)容19-20
• 2 總體方案設(shè)計20-27
• 2.1 測力單元測試需求分析20-22
• 2.1.1 支撐力測量末端裝置結(jié)構(gòu)20-21
• 2.1.2 測力單元指標(biāo)要求21-22
• 2.2 測力單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計與力傳遞分析22-23
• 2.3 測力單元靈敏度分析23-24
• 2.4 靜態(tài)標(biāo)定實驗24-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 3 測力單元設(shè)計27-40
• 3.1 傳感器設(shè)計27-33
• 3.1.1 傳感器組成27-29
• 3.1.2 石英晶片尺寸計算29-30
• 3.1.3 晶體盒設(shè)計30-33
• 3.2 自預(yù)緊技術(shù)33-37
• 3.2.1 自預(yù)緊方案選擇33-35
• 3.2.2 預(yù)緊力大小、預(yù)緊件直徑的確定35-36
• 3.2.3 切向量程校核36-37
• 3.3 上下壓塊結(jié)構(gòu)設(shè)計及材料選擇37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 4 測力單元仿真分析40-57
• 4.1 傳感器的靜態(tài)分析40-47
• 4.1.1 傳感器參數(shù)選擇40-45
• 4.1.2 傳感器加載分析45-47
• 4.2 預(yù)緊件的靜態(tài)分析47-48
• 4.3 測力單元靜態(tài)分析48-55
• 4.3.1 測力單元變形分析48-50
• 4.3.2 測力單元加載分析50-55
• 4.4 模態(tài)分析55-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 5 測力單元性能實驗57-70
• 5.1 靜態(tài)標(biāo)定57-66
• 5.1.1 三向正交力標(biāo)定58-66
• 5.1.2 誤差分析與改進(jìn)措施66
• 5.2 動態(tài)標(biāo)定實驗66-69
• 5.3 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-71
• 參考文獻(xiàn)71-73
• 附錄A 實物照片73-75
• 致謝75-76

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 戴恒震,孫寶元,李萬全,高長銀;一種多功能測力儀標(biāo)定加載器[J];現(xiàn)代機(jī)械;2003年06期

2 張會庭;中國航天發(fā)射業(yè)開拓國際市場對策分析(上)[J];中國航天;2005年02期

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本文編號：1047636