本文關(guān)鍵詞：航天產(chǎn)品性能測試用低頻線振動臺研制

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【摘要】：慣性導航系統(tǒng)在飛行制導過程中會承受較大振動和持續(xù)的高加速度作用,國內(nèi)外通常采用線振動臺,對其工作過程進行模擬,以測試和驗證其性能指標。線振動臺可以給被測試的設(shè)備提供高加速度振動環(huán)境,在該工作環(huán)境下可用擺式加速度計和陀螺儀對高階誤差項系數(shù)進行辨識研究。但目前振動臺在實驗過程中測量精度較低,且低頻(低于0.1Hz振動周期為10s)振動臺在國際和國內(nèi)很難實現(xiàn),因此本論文研制了一種低頻線振動臺。對國內(nèi)外線振動臺的現(xiàn)狀進行了分析,針對目前存在的問題提出了低頻線振動臺設(shè)計的技術(shù)要求。對低頻線振動臺的總體結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計,結(jié)合工作特點對導軌、曲柄盤進行相應(yīng)的力學分析。對線振動臺推桿剛度、壓桿穩(wěn)定性進行校核,同時對其橫梁變形、曲柄軸剛度、曲柄軸變幅機構(gòu)定位鎖緊銷強度及變形進行分析,重點對曲柄盤平衡質(zhì)量進行計算,基于載荷對轉(zhuǎn)軸剛度和滾動軸承進行了分析。直流電機作為振動臺的主要動力元件,當固有頻率和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的頻率相等時會對電機造成結(jié)構(gòu)破壞。因此,在有限元軟件環(huán)境中引入線振動臺直流電機的工作邊界條件,對電機的結(jié)構(gòu)進行有預緊力的模態(tài)分析,得到了直流電機的前八階固有模態(tài),確定了電機的固有頻率和振型。模擬仿真結(jié)果顯示電機在額定工況下不會出現(xiàn)振動較為劇烈的情況,電機可以安全運行。對振動臺的關(guān)鍵零件進行了靜力學有限元分析,結(jié)果顯示所設(shè)計的結(jié)構(gòu)強度滿足要求。為驗證低頻線振動臺的性能,對相關(guān)參數(shù)進行檢測。確定線振動臺的工作環(huán)境和條件,采用相關(guān)測試設(shè)備對線振動臺臺面的垂直度和磁場強度、振動主軸的波形畸變和寄生轉(zhuǎn)動、驅(qū)動軸和機體底座的性能進行檢測,并對線振動臺的可靠性提出了要求。
【關(guān)鍵詞】：線振動臺 低頻 模態(tài)分析 檢測
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V416.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題來源及目的和意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究情況12-16
• 1.2.1 國外線振動臺的發(fā)展狀況12-14
• 1.2.2 國內(nèi)線振動臺的發(fā)展狀況14-16
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容16-18
• 第2章 低頻線振動臺的機械系統(tǒng)設(shè)計18-28
• 2.1 引言18
• 2.2 低頻線振動臺的機械總體設(shè)計18-21
• 2.2.1 低頻線振動臺主要技術(shù)要求與指標18-19
• 2.2.2 低頻線振動臺的組成19-21
• 2.3 低頻線振動臺的振動工作原理21-22
• 2.4 低頻線振動臺重要部件設(shè)計22-25
• 2.4.1 低頻線振動臺主軸箱設(shè)計22-23
• 2.4.2 低頻線振動臺底座設(shè)計23-24
• 2.4.3 低頻線振動臺電機的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計24-25
• 2.5 線振動臺導軌及曲柄盤的力學分析25-27
• 2.5.1 導軌的力學分析25
• 2.5.2 曲柄盤受力分析25-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第3章 低頻線振動臺關(guān)鍵部件校核28-45
• 3.1 引言28
• 3.2 線振動臺推桿剛度及壓桿穩(wěn)定28-30
• 3.2.1 端面轉(zhuǎn)角的計算29
• 3.2.2 推桿頂端水平變形29
• 3.2.3 推桿軸向壓縮變形29-30
• 3.2.4 壓桿穩(wěn)定校核計算30
• 3.3 線振動臺橫梁變形30-32
• 3.4 線振動臺曲柄軸剛度分析32-33
• 3.5 曲柄軸變幅機構(gòu)定位鎖緊銷強度及變形分析33-34
• 3.6 曲柄盤結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計34-38
• 3.6.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)34-35
• 3.6.2 曲柄盤左側(cè)半圓部分質(zhì)量力矩計算35-36
• 3.6.3 盤右側(cè)矩形部分自重力矩計算36
• 3.6.4 盤右側(cè)合成力矩計算36
• 3.6.5 盤左側(cè)配重厚度計算36-37
• 3.6.6 曲柄盤結(jié)構(gòu)尺寸確定37-38
• 3.7 轉(zhuǎn)軸剛度計算38-42
• 3.8 滾動軸承校核計算42-43
• 3.9 本章小結(jié)43-45
• 第4章 線振動臺電機模態(tài)及關(guān)鍵零件有限元分析45-55
• 4.1 引言45
• 4.2 直流電機的計算45-46
• 4.3 振動臺直流電機的模態(tài)分析46-49
• 4.3.1 模態(tài)基礎(chǔ)理論46-49
• 4.3.2 在預應(yīng)力作用下的模態(tài)分析步驟49
• 4.4 電機的模態(tài)分析49-52
• 4.5 線振動臺關(guān)鍵零件有限元分析52-53
• 4.5.1 曲柄軸的靜力學有限元分析52-53
• 4.5.2 曲柄盤的靜力學有限元分析53
• 4.6 本章小結(jié)53-55
• 第5章 低頻線振動臺性能檢測55-73
• 5.1 引言55
• 5.2 線振動臺實物及其性能檢測設(shè)備介紹55-56
• 5.3 實驗臺工作環(huán)境和條件56-57
• 5.4 線振動臺的臺面性能檢測57-61
• 5.4.1 振動臺臺面直徑及平面度檢測57-58
• 5.4.2 臺面與主軸垂直度檢測58-60
• 5.4.3 臺面磁場強度檢測60-61
• 5.5 線振動臺的振動主軸性能檢測61-71
• 5.5.1 主軸的低頻穩(wěn)定度檢測61-62
• 5.5.2 振動主軸加速度幅值范圍和穩(wěn)定度檢測62-64
• 5.5.3 振動主軸波形畸變檢測64-66
• 5.5.4 振動主軸橫向加速度檢測66-68
• 5.5.5 振動主軸垂直寄生轉(zhuǎn)動檢測68-69
• 5.5.6 振動主軸水平寄生轉(zhuǎn)動檢測69-71
• 5.6 線振動臺的驅(qū)動軸性能檢測71
• 5.7 本章小結(jié)71-73
• 結(jié)論73-74
• 參考文獻74-81
• 致謝81-82
• 個人簡歷82

【參考文獻】

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本文編號：980164