本文關(guān)鍵詞：一種微型激振器結(jié)構(gòu)設計與優(yōu)化

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【摘要】：航天器的振動力學環(huán)境實驗是航天器研制過程中的十分重要環(huán)節(jié)之一,對于檢測航天器在振動環(huán)境中的可靠性有著至關(guān)重要的作用。激振器是力學環(huán)境試驗中的最為關(guān)鍵的設備,其在振動測試實驗中為試件提供激振力。在傳統(tǒng)方法下激振器的研發(fā)周期長、成本高,易產(chǎn)生產(chǎn)品更新跟不上當前需求等問題。利用建模軟件建立激振器的三維模型,繼而進行激振器可動系統(tǒng)的仿真和優(yōu)化計算,從而可以彌補實驗的不足,降低實驗的風險,節(jié)省實驗的成本,最終提高研制效率。針對目前國內(nèi)激振器研制技術(shù)中技術(shù)難題的存在,本論文重點對激振器的可動系統(tǒng)和磁路系統(tǒng)進行了研究。首先,本文根據(jù)電動式激振器的原理,運用CATIA軟件設計了微型激振器的基座,磁路系統(tǒng),可動系統(tǒng),支撐彈簧板盤片和殼體等的三維模型。其次,通過理論公式推導并證明了激振器可動系統(tǒng)對模態(tài)力學環(huán)境實驗的重要影響,給出了激振器可動系統(tǒng)的設計原則和選材依據(jù)。選擇合理的材料并運用計算機仿真軟件對可動系統(tǒng)進行模態(tài)計算分析。第三,本文運用ANSYS軟件對激振器磁路系統(tǒng)進行建模,仿真計算了激振器的工作磁場強度。對比分析了幾種不同磁性材料的性能優(yōu)劣。運用電磁感應理論進行推導,計算得出激振器工作的最大激振力。最后,運用MSC.PATRAN/NASTRAN軟件建立了可動系統(tǒng)的優(yōu)化數(shù)學模型,運用Tools-Design Study和Model Variables模塊對彈簧板盤片進行優(yōu)化,結(jié)果表明在滿足設計方案需求的前提下,質(zhì)量得到了明顯減輕。此后進行了靜力學分析,頻響分析,模態(tài)計算,這些都對比并驗證了此方案的可靠性和可行性。保證了激振器具有良好的工作頻率特性,滿足了實驗設計的基本要求。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V216.8

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