火箭燃?xì)鉀_擊載荷識(shí)別平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-08 01:34
本文從火箭燃?xì)鉀_擊載荷測(cè)量的實(shí)際出發(fā),將一維拉壓力傳感器與3-(2SPS)并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,構(gòu)建了一種可用于六維沖擊載荷識(shí)別的通用測(cè)量平臺(tái)。文中首先對(duì)沖擊射流的基本特點(diǎn)作了介紹,并采用CFD軟件對(duì)傳統(tǒng)的燃?xì)馍淞髟囼?yàn)進(jìn)行預(yù)估計(jì)算,得到了燃?xì)馍淞鲗?duì)被測(cè)模型的沖擊載荷變化情況。隨后,提出了燃?xì)馍淞鳒y(cè)量平臺(tái)的構(gòu)型方法,并根據(jù)載荷預(yù)估結(jié)果選擇了相應(yīng)的一維拉壓力傳感器。緊接著,就該測(cè)量平臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及其測(cè)量原理作了分析和介紹,推導(dǎo)了測(cè)量平臺(tái)的位姿正、反解反解方程,建立了測(cè)量模型,并得到了力雅克比矩陣。接下來(lái),詳細(xì)的分析了測(cè)量平臺(tái)的可達(dá)工作空間、力各向同性性能以及其影響因素,得到了測(cè)量平臺(tái)的可達(dá)工作空間形狀以及在各個(gè)截面上的力各向同性分布情況。此外,還分別對(duì)測(cè)量平臺(tái)的靜力學(xué)正、反解進(jìn)行了分析和仿真計(jì)算,驗(yàn)證了測(cè)量平臺(tái)在火箭燃?xì)鉀_擊載荷作用下的實(shí)際工作情況。最后,根據(jù)測(cè)量平臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及其量程范圍,設(shè)計(jì)了一款可用于測(cè)量平臺(tái)六維力標(biāo)定的試驗(yàn)裝置,研究了相關(guān)的標(biāo)定方法,并開(kāi)發(fā)了標(biāo)定軟件。研究表明,該測(cè)量平臺(tái)可以很好的滿(mǎn)足火箭燃?xì)馍淞鳑_擊載荷測(cè)量的需求,并可為此類(lèi)其它平臺(tái)的設(shè)計(jì)和研發(fā)提供參考。
【文章來(lái)源】:南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 燃?xì)馍淞餮芯扛攀?br> 1.2 課題的提出及研究意義
1.2.1 課題的提出及來(lái)源
1.2.2 課題研究的意義
1.3 六維力測(cè)量研究現(xiàn)狀
1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
2 火箭燃?xì)鉀_擊載荷預(yù)估
2.1 沖擊射流基本特點(diǎn)
2.2 火箭導(dǎo)彈燃?xì)鉀_擊效應(yīng)試驗(yàn)
2.2.1 試驗(yàn)方案
2.2.2 沖擊效應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果
2.2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
2.3 燃?xì)鉀_擊載荷CFD計(jì)算
2.3.1 仿真模型的建立及邊界條件
2.3.2 計(jì)算結(jié)果及對(duì)比
2.4 本章小結(jié)
3 測(cè)量平臺(tái)結(jié)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)的基本原理
3.1 引言
3.2 測(cè)量平臺(tái)性能要求
3.3 測(cè)量平臺(tái)結(jié)構(gòu)及參數(shù)化表示
3.3.1 平臺(tái)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
3.3.2 平臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)化表示
3.4 測(cè)量平臺(tái)位置分析
3.4.1 位置反解
3.4.2 位置正解
3.4.3 雅克比矩陣
3.5 測(cè)量平臺(tái)載荷識(shí)別的基本原理
3.5.1 輸入力與輸出力變換
3.5.2 力雅克比矩陣
3.6 本章小結(jié)
4 測(cè)量平臺(tái)特性分析
4.1 測(cè)量平臺(tái)可達(dá)工作空間分析
4.1.1 可達(dá)工作空間約束條件
4.1.2 工作空間的搜索方法
4.1.3 可達(dá)工作空間形狀及分析
4.2 測(cè)量平臺(tái)的力各向同性分析
4.2.1 力各向同性度
4.2.2 力矩各向同性度
4.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)力各向同性的影響
4.3.1 偏置距離s對(duì)力各向同性度的影響
4.3.2 鉸鏈安裝距離h對(duì)力各向同性度的影響
4.3.3 轉(zhuǎn)動(dòng)角度β對(duì)力各向同性度的影響
4.4 測(cè)量平臺(tái)靜力學(xué)分析
4.4.1 靜力學(xué)反解分析及仿真
4.4.2 靜力學(xué)正解分析及仿真
4.5 本章小結(jié)
5 測(cè)量平臺(tái)標(biāo)定方法研究
5.1 試驗(yàn)標(biāo)定原理
5.1.1 一維力力傳感器標(biāo)定原理
5.1.2 六維力傳感器標(biāo)定原理
5.1.3 標(biāo)定載荷選取原則
5.2 測(cè)量平臺(tái)試驗(yàn)標(biāo)定設(shè)計(jì)
5.2.1 標(biāo)定裝置設(shè)計(jì)
5.2.2 載荷加載方案設(shè)計(jì)
5.2.3 標(biāo)定流程設(shè)計(jì)
5.3 標(biāo)定軟件設(shè)計(jì)
5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大量程柔性鉸六維力傳感器靜態(tài)解耦的研究[J]. 石中盤(pán),趙鐵石,厲敏,趙延治,丁長(zhǎng)濤. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2012(05)
[2]3-(2SPS)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間分析及結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其影響分析[J]. 高繼良,李開(kāi)明,陳有清. 機(jī)床與液壓. 2011(23)
[3]固體發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)馍淞鲗?duì)發(fā)射平臺(tái)沖擊效應(yīng)研究[J]. 馬艷麗,姜毅,郝繼光,趙剛練. 固體火箭技術(shù). 2010(04)
[4]兩相沖擊射流對(duì)垂直擋板沖蝕的研究[J]. 王革,徐文奇,郜冶. 彈道學(xué)報(bào). 2009(02)
[5]少自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的靜力分析[J]. 李永剛,宋軼民,黃田,張策. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2007(09)
[6]發(fā)射氣流沖擊對(duì)塔架結(jié)構(gòu)受力影響的實(shí)測(cè)與分析[J]. 尹續(xù)峰,劉曉華. 建筑結(jié)構(gòu). 2007(04)
[7]廣義六維力傳感器的特點(diǎn)及研究和應(yīng)用狀況[J]. 尹瑞多,王宣銀,程佳,李強(qiáng). 液壓與氣動(dòng). 2005(10)
[8]基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的六分量并聯(lián)天平及其力雅可比矩陣研究[J]. 姚裕,吳洪濤,張召明,朱劍英. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2004(07)
[9]5-UPS/PRPU五自由度并聯(lián)機(jī)床靜力學(xué)分析[J]. 鄭魁敬,趙永生. 機(jī)械設(shè)計(jì). 2004(05)
[10]火箭彈發(fā)射過(guò)程沖擊流場(chǎng)壓力和溫度實(shí)驗(yàn)測(cè)量[J]. 徐強(qiáng). 推進(jìn)技術(shù). 2003(06)
博士論文
[1]基于Stewart結(jié)構(gòu)并聯(lián)分載式六維大力傳感器研究[D]. 林盛.大連理工大學(xué) 2010
[2]大量程柔性鉸并聯(lián)六維力傳感器基礎(chǔ)理論與系統(tǒng)研制[D]. 趙延治.燕山大學(xué) 2009
碩士論文
[1]三平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)和雙軸同步控制研究[D]. 高繼良.南京理工大學(xué) 2012
[2]新型大工作空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)及其性能研究[D]. 葉冬明.南京理工大學(xué) 2012
[3]三平移并聯(lián)機(jī)構(gòu)的精確度研究[D]. 樂(lè)林林.南京理工大學(xué) 2011
[4]Stewart廣義六維力傳感器的研究[D]. 尹瑞多.浙江大學(xué) 2006
本文編號(hào):3070176
【文章來(lái)源】:南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 燃?xì)馍淞餮芯扛攀?br> 1.2 課題的提出及研究意義
1.2.1 課題的提出及來(lái)源
1.2.2 課題研究的意義
1.3 六維力測(cè)量研究現(xiàn)狀
1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
2 火箭燃?xì)鉀_擊載荷預(yù)估
2.1 沖擊射流基本特點(diǎn)
2.2 火箭導(dǎo)彈燃?xì)鉀_擊效應(yīng)試驗(yàn)
2.2.1 試驗(yàn)方案
2.2.2 沖擊效應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果
2.2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
2.3 燃?xì)鉀_擊載荷CFD計(jì)算
2.3.1 仿真模型的建立及邊界條件
2.3.2 計(jì)算結(jié)果及對(duì)比
2.4 本章小結(jié)
3 測(cè)量平臺(tái)結(jié)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)的基本原理
3.1 引言
3.2 測(cè)量平臺(tái)性能要求
3.3 測(cè)量平臺(tái)結(jié)構(gòu)及參數(shù)化表示
3.3.1 平臺(tái)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
3.3.2 平臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)化表示
3.4 測(cè)量平臺(tái)位置分析
3.4.1 位置反解
3.4.2 位置正解
3.4.3 雅克比矩陣
3.5 測(cè)量平臺(tái)載荷識(shí)別的基本原理
3.5.1 輸入力與輸出力變換
3.5.2 力雅克比矩陣
3.6 本章小結(jié)
4 測(cè)量平臺(tái)特性分析
4.1 測(cè)量平臺(tái)可達(dá)工作空間分析
4.1.1 可達(dá)工作空間約束條件
4.1.2 工作空間的搜索方法
4.1.3 可達(dá)工作空間形狀及分析
4.2 測(cè)量平臺(tái)的力各向同性分析
4.2.1 力各向同性度
4.2.2 力矩各向同性度
4.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)力各向同性的影響
4.3.1 偏置距離s對(duì)力各向同性度的影響
4.3.2 鉸鏈安裝距離h對(duì)力各向同性度的影響
4.3.3 轉(zhuǎn)動(dòng)角度β對(duì)力各向同性度的影響
4.4 測(cè)量平臺(tái)靜力學(xué)分析
4.4.1 靜力學(xué)反解分析及仿真
4.4.2 靜力學(xué)正解分析及仿真
4.5 本章小結(jié)
5 測(cè)量平臺(tái)標(biāo)定方法研究
5.1 試驗(yàn)標(biāo)定原理
5.1.1 一維力力傳感器標(biāo)定原理
5.1.2 六維力傳感器標(biāo)定原理
5.1.3 標(biāo)定載荷選取原則
5.2 測(cè)量平臺(tái)試驗(yàn)標(biāo)定設(shè)計(jì)
5.2.1 標(biāo)定裝置設(shè)計(jì)
5.2.2 載荷加載方案設(shè)計(jì)
5.2.3 標(biāo)定流程設(shè)計(jì)
5.3 標(biāo)定軟件設(shè)計(jì)
5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大量程柔性鉸六維力傳感器靜態(tài)解耦的研究[J]. 石中盤(pán),趙鐵石,厲敏,趙延治,丁長(zhǎng)濤. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2012(05)
[2]3-(2SPS)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間分析及結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其影響分析[J]. 高繼良,李開(kāi)明,陳有清. 機(jī)床與液壓. 2011(23)
[3]固體發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)馍淞鲗?duì)發(fā)射平臺(tái)沖擊效應(yīng)研究[J]. 馬艷麗,姜毅,郝繼光,趙剛練. 固體火箭技術(shù). 2010(04)
[4]兩相沖擊射流對(duì)垂直擋板沖蝕的研究[J]. 王革,徐文奇,郜冶. 彈道學(xué)報(bào). 2009(02)
[5]少自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的靜力分析[J]. 李永剛,宋軼民,黃田,張策. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2007(09)
[6]發(fā)射氣流沖擊對(duì)塔架結(jié)構(gòu)受力影響的實(shí)測(cè)與分析[J]. 尹續(xù)峰,劉曉華. 建筑結(jié)構(gòu). 2007(04)
[7]廣義六維力傳感器的特點(diǎn)及研究和應(yīng)用狀況[J]. 尹瑞多,王宣銀,程佳,李強(qiáng). 液壓與氣動(dòng). 2005(10)
[8]基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的六分量并聯(lián)天平及其力雅可比矩陣研究[J]. 姚裕,吳洪濤,張召明,朱劍英. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2004(07)
[9]5-UPS/PRPU五自由度并聯(lián)機(jī)床靜力學(xué)分析[J]. 鄭魁敬,趙永生. 機(jī)械設(shè)計(jì). 2004(05)
[10]火箭彈發(fā)射過(guò)程沖擊流場(chǎng)壓力和溫度實(shí)驗(yàn)測(cè)量[J]. 徐強(qiáng). 推進(jìn)技術(shù). 2003(06)
博士論文
[1]基于Stewart結(jié)構(gòu)并聯(lián)分載式六維大力傳感器研究[D]. 林盛.大連理工大學(xué) 2010
[2]大量程柔性鉸并聯(lián)六維力傳感器基礎(chǔ)理論與系統(tǒng)研制[D]. 趙延治.燕山大學(xué) 2009
碩士論文
[1]三平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)和雙軸同步控制研究[D]. 高繼良.南京理工大學(xué) 2012
[2]新型大工作空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)及其性能研究[D]. 葉冬明.南京理工大學(xué) 2012
[3]三平移并聯(lián)機(jī)構(gòu)的精確度研究[D]. 樂(lè)林林.南京理工大學(xué) 2011
[4]Stewart廣義六維力傳感器的研究[D]. 尹瑞多.浙江大學(xué) 2006
本文編號(hào):3070176
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