本文關(guān)鍵詞：撲翼飛行器測(cè)力平臺(tái)設(shè)計(jì)與撲翼樣機(jī)測(cè)力研究

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【摘要】：仿生撲翼飛行器因其體積小、隱身性能好、推進(jìn)效率高、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn),在軍事及民用中具有良好的應(yīng)用前景,近年來一直是研究的熱點(diǎn)。撲翼飛行器的氣動(dòng)性能不但影響其飛行性能,更是飛行控制的研究基礎(chǔ),因而成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。在對(duì)仿生撲翼氣動(dòng)的研究過程中,由于撲翼的小尺寸、低速率及上下?lián)鋭?dòng),其氣動(dòng)性上的低雷諾數(shù)、非定常效應(yīng)明顯,傳統(tǒng)的理論方法難以有效解決,而對(duì)撲翼樣機(jī)進(jìn)行測(cè)力試驗(yàn)則是獲取其氣動(dòng)性能的一種手段。然而,仿生撲翼機(jī)質(zhì)量輕、撲動(dòng)升、阻力較小,適當(dāng)?shù)臏y(cè)力裝置需要與之匹配測(cè)量。為此,研制一套適合撲翼升、推力測(cè)量的小量程測(cè)力平臺(tái),并用其對(duì)撲翼樣機(jī)的升、推力特性進(jìn)行研究。主要內(nèi)容如下:針對(duì)撲翼飛行器氣動(dòng)力微小、呈周期性動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn),對(duì)適合靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)量的電阻應(yīng)變式傳感器的測(cè)量原理進(jìn)行了分析,設(shè)計(jì)了梁式“L”型應(yīng)變式低量程三維力傳感器。通過Ansys有限元仿真計(jì)算,結(jié)果表明傳感器在量程范圍內(nèi)對(duì)施加力具有線性響應(yīng),能夠?qū)崿F(xiàn)維間自解耦,且對(duì)一定范圍的空間三維扭矩不敏感。采用螺釘組接的方式加工了“L”型傳感器,并對(duì)其進(jìn)行了理論分析,結(jié)果表明其具有與一體式傳感器相似的測(cè)量特性。其后,通過實(shí)驗(yàn)對(duì)組合式“L”型傳感器進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定,研究其輸入與輸出特性,傳感器標(biāo)定結(jié)果與理論分析相符,且傳感器在零載荷下具有較好的分辨率;通過對(duì)傳感器進(jìn)行靜態(tài)解耦與誤差分析計(jì)算,實(shí)驗(yàn)標(biāo)定得到了較高的精度。傳感器空間三維力測(cè)試結(jié)果表明,組合式傳感器具有實(shí)際可行性。由于傳感器的測(cè)量精度受力的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及動(dòng)態(tài)耦合的影響,對(duì)單維力下的動(dòng)態(tài)測(cè)量進(jìn)行了分析,同時(shí)根據(jù)相關(guān)理論得出了三維動(dòng)態(tài)力解耦的系統(tǒng)模型。最后通過Ansys對(duì)傳感器進(jìn)行了無阻尼下的模態(tài)分析,結(jié)果表明傳感器的固有頻率較高,動(dòng)態(tài)性能良好。用設(shè)計(jì)的測(cè)力平臺(tái)進(jìn)行了撲翼樣機(jī)氣動(dòng)力測(cè)試,得到了周期變化的氣動(dòng)力輸出。同時(shí)研究了撲動(dòng)頻率、來流等因素對(duì)平均升力及推力的影響,結(jié)果與相關(guān)理論、實(shí)驗(yàn)研究基本一致。課題研究了一種撲翼機(jī)測(cè)力平臺(tái),對(duì)撲翼飛行器氣動(dòng)力測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)提供了有價(jià)值的參考。
【關(guān)鍵詞】：測(cè)力平臺(tái) 三維力傳感器 標(biāo)定 靜態(tài)解耦 撲翼氣動(dòng)力測(cè)試
【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】：2016
【分類號(hào)】：V276
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-23
• 1.1 課題的研究背景與意義9-12
• 1.1.1 撲翼飛行器發(fā)展概況9-11
• 1.1.2 撲翼飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)問題11-12
• 1.1.3 課題的來源及意義12
• 1.2 課題的國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀及分析12-22
• 1.2.1 撲翼機(jī)測(cè)力平臺(tái)的研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.2 多分量測(cè)力技術(shù)18-21
• 1.2.3 課題相關(guān)研究現(xiàn)狀分析21-22
• 1.3 本課題的主要研究內(nèi)容22-23
• 第2章 測(cè)力平臺(tái)小量程三維力傳感器的設(shè)計(jì)23-38
• 2.1 應(yīng)變式傳感器測(cè)量原理的分析23-25
• 2.2 一種小量程“L”型三維力傳感器的設(shè)計(jì)與分析25-32
• 2.2.1 傳感器結(jié)構(gòu)與測(cè)量原理25-27
• 2.2.2 傳感器測(cè)量特性的有限元分析27-32
• 2.3 “L”型傳感器的組合加工與研究分析32-37
• 2.3.1 組合式“L”型傳感器結(jié)構(gòu)32-33
• 2.3.2 傳感器測(cè)量特性的有限元分析33-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第3章 測(cè)力平臺(tái)傳感器的靜態(tài)標(biāo)定與誤差分析38-58
• 3.1 傳感器的標(biāo)定38-46
• 3.1.1 靜態(tài)標(biāo)定的濾波方法38-42
• 3.1.2 滑輪加載砝碼法標(biāo)定42-44
• 3.1.3 變換姿態(tài)法標(biāo)定44-46
• 3.2 多維力傳感器的靜態(tài)解耦46-47
• 3.3 傳感器的靈敏度及分辨率47-49
• 3.4 多維力傳感器測(cè)量誤差分析49-55
• 3.4.1 測(cè)量誤差的主要來源49-50
• 3.4.2 單維力測(cè)量下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析50-51
• 3.4.3 多維力測(cè)量下的動(dòng)態(tài)解耦51-54
• 3.4.5 組合式傳感器的模態(tài)態(tài)分析54-55
• 3.5 多維力傳感器的誤差計(jì)算55-57
• 3.6 本章小結(jié)57-58
• 第4章 測(cè)力平臺(tái)對(duì)撲翼樣機(jī)的測(cè)力研究58-70
• 4.1 測(cè)力平臺(tái)的組成及測(cè)量實(shí)驗(yàn)58-61
• 4.1.1 測(cè)試撲翼樣機(jī)58
• 4.1.2 樣機(jī)姿態(tài)固定與調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)58-59
• 4.1.3 撲動(dòng)頻率的測(cè)量59-60
• 4.1.4 樣機(jī)氣動(dòng)力測(cè)量實(shí)驗(yàn)60-61
• 4.2 采集信號(hào)的濾波方法分析61-64
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析64-69
• 4.3.1 升力、推力、及側(cè)向力的測(cè)量結(jié)果64-66
• 4.3.2 撲動(dòng)頻率對(duì)平均升力、推力的影響66-68
• 4.3.3 來流對(duì)平均升力、平均推力的影響68-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果75-77
• 致謝77

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 李子平;林潔波;;薄膜在線厚度檢測(cè)方法及應(yīng)用[J];工業(yè)控制計(jì)算機(jī);2014年09期

2 王俊濤;桑培勇;賈正紅;陳孟闖;劉冬曉;;多介質(zhì)氣體微小流量標(biāo)準(zhǔn)裝置系統(tǒng)方案[J];工業(yè)計(jì)量;2015年S1期

3 李超;孫照嵐;趙Z，

本文編號(hào)：607514