本文關(guān)鍵詞：VSV調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)運(yùn)動特性的分析方法研究

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【摘要】：喘振會對發(fā)動機(jī)造成巨大的危害,為防止發(fā)動機(jī)在非設(shè)計點工作時發(fā)生喘振現(xiàn)象,多數(shù)發(fā)動機(jī)均采用可調(diào)靜子葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)靜葉的角度。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性直接關(guān)系到飛行安全。本文從數(shù)值仿真、數(shù)學(xué)建模及試驗研究三方面對某可調(diào)靜子葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性進(jìn)行了研究,主要研究內(nèi)容包括以下幾方面:(1)開展了基于商業(yè)軟件ADAMS的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的數(shù)值仿真研究。仿真得到的曲柄轉(zhuǎn)角、葉片轉(zhuǎn)角和作動筒驅(qū)動力隨作動筒位移的變化曲線線性度較好,表明機(jī)構(gòu)工作時不會出現(xiàn)位移突變或者力突變情況,設(shè)計合理。搖臂當(dāng)作剛性體或者柔性體對驅(qū)動力影響較小,且作動筒驅(qū)動速度對驅(qū)動力影響較小,但摩擦影響較大。(2)建立了基于改進(jìn)的D-H矩陣法和NEWTON-EULER法的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)數(shù)學(xué)模型。建模中對慣性力、摩擦等方面進(jìn)行了分析和假設(shè),并進(jìn)行了簡化。數(shù)學(xué)模型計算得到的葉片轉(zhuǎn)角與數(shù)值仿真完全重合,而計算得到的驅(qū)動力與數(shù)值仿真的相對誤差在3%以內(nèi)。(3)開展了調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的摩擦系數(shù)測量試驗和運(yùn)動特性測量試驗研究。摩擦測量試驗測得運(yùn)動副的摩擦系數(shù)。運(yùn)動特性測量試驗測得的葉片轉(zhuǎn)角與數(shù)學(xué)模型計算結(jié)果相對誤差在5%以內(nèi),但在測量驅(qū)動力時,發(fā)現(xiàn)存在額外阻力影響試驗,氣動力矩越大影響就越小,當(dāng)氣動力矩達(dá)一定程度后就可以忽略額外阻力,試驗與動力學(xué)模型計算結(jié)果的相對誤差在10%以內(nèi)。數(shù)值仿真和試驗均驗證了數(shù)學(xué)模型的正確性。(4)采用本文建立的數(shù)學(xué)模型,開展了葉片轉(zhuǎn)角和驅(qū)動力對尺寸參數(shù)、位置參數(shù)、摩擦系數(shù)等參數(shù)的敏感性分析研究。葉片轉(zhuǎn)角和驅(qū)動力對同一參數(shù)的敏感度隨驅(qū)動位移的變化趨勢相似,但驅(qū)動力的敏感度值均較大一些,說明各參數(shù)對葉片轉(zhuǎn)角和驅(qū)動力的影響規(guī)律一致,但對驅(qū)動力的影響程度更大。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的第三級曲柄、第0級曲柄、搖臂的尺寸對機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性影響較大,在設(shè)計過程中應(yīng)重點考慮,在加工過程中應(yīng)控制其加工精度。本文對可調(diào)靜子葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性的研究,為以后可調(diào)靜子葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、加工制造精度控制、維修更換等方面提供重要的參考價值。
【關(guān)鍵詞】：可調(diào)靜子葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 數(shù)值仿真 數(shù)學(xué)建模 試驗研究 敏感性分析
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V231
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注釋表11-12
• 縮略詞12-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 VSV調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀14
• 1.2.2 多體系統(tǒng)理論研究14-17
• 1.2.3 試驗研究17-18
• 1.2.4 數(shù)值仿真研究18-19
• 1.3 本文主要的研究工作19-21
• 第二章 VSV調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)數(shù)值仿真21-31
• 2.1 典型VSV調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析21-23
• 2.2 VSV調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)仿真步驟23-26
• 2.2.1 運(yùn)動副的定義23-24
• 2.2.2 驅(qū)動力及氣動力矩的定義24
• 2.2.3 柔性化處理24-25
• 2.2.4 摩擦模型參數(shù)的定義25-26
• 2.3 VSV調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)仿真結(jié)果分析26-29
• 2.3.1 驅(qū)動速度的影響27-28
• 2.3.2 搖臂柔性化的影響28-29
• 2.3.3 摩擦的影響29
• 2.4 小結(jié)29-31
• 第三章 VSV調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)建模31-48
• 3.1 VSV調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)模型31-38
• 3.1.1 構(gòu)件矩陣31-32
• 3.1.2 運(yùn)動副矩陣32-33
• 3.1.3 建立閉環(huán)方程33-34
• 3.1.4 求解閉環(huán)方程組34
• 3.1.5 VSV調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)建模34-38
• 3.2 VSV調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動力學(xué)模型38-44
• 3.2.1 慣性力分析38-39
• 3.2.2 摩擦力分析39
• 3.2.3 VSV調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動力學(xué)建模39-44
• 3.3 數(shù)學(xué)建模的MATLAB程序44-45
• 3.4 數(shù)值仿真驗證45-47
• 3.5 小結(jié)47-48
• 第四章 VSV調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)試驗研究48-61
• 4.1 試驗設(shè)備及試驗件48-52
• 4.1.1 摩擦系數(shù)測量試驗48-50
• 4.1.2 運(yùn)動特性測量試驗50-52
• 4.2 試驗及結(jié)果分析52-60
• 4.2.1 摩擦系數(shù)測量試驗52-54
• 4.2.2 運(yùn)動特性測量試驗54-60
• 4.3 小結(jié)60-61
• 第五章 VSV調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)敏感性分析61-68
• 5.1 敏感性分析理論61-62
• 5.2 各參數(shù)敏感性分析62-67
• 5.2.1 參數(shù)相對誤差對敏感性分析的影響62-63
• 5.2.2 幾何尺寸的敏感性分析63-65
• 5.2.3 位置參數(shù)的敏感性分析65-66
• 5.2.4 摩擦系數(shù)的敏感性分析66-67
• 5.2.5 敏感性分析小結(jié)67
• 5.3 小結(jié)67-68
• 第六章 總結(jié)及展望68-70
• 6.1 主要結(jié)論68
• 6.2 今后研究方向68-70
• 參考文獻(xiàn)70-72
• 致謝72-73
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1135547