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控制力矩陀螺轴承组件角刚度测量仪的研制

控制力矩陀螺轴承组件角刚度测量仪的研制

作者：李志娟河南科技大学

学位级别：硕士

控制力矩陀螺轴承组件是航天领域飞行器执行任务时进行姿态控制的重要部件。控制力矩陀螺工作时通过一个高速旋转的转子获得一定的角动量,转子的运转稳定性对飞行器的姿态控制精度影响很大,而轴承的角刚度则反映了轴承在轴线方向抵抗偏... 详细信息

控制力矩陀螺轴承组件是航天领域飞行器执行任务时进行姿态控制的重要部件。控制力矩陀螺工作时通过一个高速旋转的转子获得一定的角动量,转子的运转稳定性对飞行器的姿态控制精度影响很大,而轴承的角刚度则反映了轴承在轴线方向抵抗偏摆的能力,通过角刚度测量仪可以获得轴承的角刚度值,从而用来评价转子的姿态稳定性。因此,研制控制力矩陀螺轴承组件角刚度测量仪对航天领域飞行器的发展具有重要意义。本文以控制力矩陀螺轴承组件的角刚度测量为研究目标,研制了一种角刚度测量仪,主要研究内容包括测量仪总体方案制定、机械结构设计、硬件的选型和搭建、伺服控制参数自整定、上位机软件设计和测量仪的调试与验证。首先,对轴承组件角刚度的测量原理进行分析,设计了测量仪的机械结构,并根据测量仪的结构和技术指标进行了硬件的选型,主要包括伺服电缸、压力传感器、位移传感器、PLC控制器和数据采集卡等,并对其进行了分析和说明。其次,选择了伺服电缸作为动力源对轴承组件进行加载,采用粒子群PID算法控制测量仪中伺服电机的输出脉冲,提高目标加载力的精确度和响应时间。文中建立了伺服系统的数学模型,提出了一种粒子群PID控制器,并对其进行了仿真分析,仿真结果表明:和常规PID相比,用粒子群算法整定的PID参数,控制系统响应速度快,超调量小,到达稳定状态的时间短,并且基本无振荡现象出现。然后,以Lab VIEW为开发平台对测量仪控制系统的软件部分进行了功能规划,并分析了测量仪软件部分的工作流程,完成了数据采集、加载控制、上下位机通讯、历史数据查询、控制算法应用等功能。最后,完成了试验设备的搭建,并进行了载荷控制试验和角刚度测量试验。载荷控制试验结果与仿真结果一致,角刚度测量试验的数据重复性较好,满足技术要求,因此验证了控制力矩陀螺轴承组件角刚度测量仪的可行性。

关键词：控制力矩陀螺轴承组件角刚度伺服电缸粒子群PID

基于动网格技术的空气静压轴承线刚度及角刚度分析

同方学位论文库评论

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组合机床与自动化加工技术 2020年第7期 16-20,25页

作者：胡辰丁建国庄辉陈鹏南京理工大学理学院南京210094

为了在超精密机床设主轴设计阶段准确得到空气静压轴承的静态特性,文章提出了一种基于Fluent动网格技术的数值仿真方法,综合分析了在考虑进气孔直径、进气压力、气膜厚度及轴承转速等条件下对空气静压轴承线刚度及角刚度的影响。结果表... 详细信息

为了在超精密机床设主轴设计阶段准确得到空气静压轴承的静态特性,文章提出了一种基于Fluent动网格技术的数值仿真方法,综合分析了在考虑进气孔直径、进气压力、气膜厚度及轴承转速等条件下对空气静压轴承线刚度及角刚度的影响。结果表明:轴承线刚度随气膜厚度的减小、进气压力的增大而增大,且最大线刚度所对应的进气孔直径随压力增大而增加;轴承角刚度随气膜厚度的减小、进气孔压力和进气孔直径的增大而增加。

关键词：空气静压轴承六面体网格动网格技术线刚度角刚度

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开式压力机角刚度研究分析

机械研究与应用 2023年第2期36卷 22-25页

作者：陈立贵毕良驭刘鲲王昊马鞍山市产品质量监督检验所安徽马鞍山243000

以JH21-60开式压力机机身为研究对象,针对JH21-60开式压力机机身角变形等问题,分别利用理论计算、有限元建模分析以及现场实验三种方法分析机身角刚度,论证了有限元分析法计算角刚度的可靠性,为机身结构设计及后续结构优化提供理论分析... 详细信息

以JH21-60开式压力机机身为研究对象,针对JH21-60开式压力机机身角变形等问题,分别利用理论计算、有限元建模分析以及现场实验三种方法分析机身角刚度,论证了有限元分析法计算角刚度的可靠性,为机身结构设计及后续结构优化提供理论分析依据,为降低机床设计和改进的成本提供了一种重要的方法。

关键词：开式压力机角刚度有限元分析刚度测量

基于主轴承寿命和RV减速器角刚度的主轴承预紧力优化

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哈尔滨轴承 2019年第4期40卷 22-25页

作者：安洪元李安虎同济大学机械与能源工程学院上海200092

本研究首先对RV减速器主轴承的受力进行了比较全面的分析;然后借助于SKF仿真软件SimPro Expert,对主轴承寿命和RV减速器角刚度进行了计算;最后,以主轴承的寿命和RV减速器角刚度为优化目标,对主轴承的预紧力进行了优化。

关键词： RV减速器主轴承寿命角刚度预紧力

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悬臂板对接处角刚度的识辨

力学与实践 2008年第1期30卷 79-81页

作者：李享荣方宇栋张旭上海大学理学院力学系上海200444 上海大学机械工程中心上海200444

通过试验模态分析,实测悬臂对接板的第一阶固有频率及振型,将对接板的动力学问题转化为悬臂对接梁来求解.借助计算机代数语言,编写对接梁的传递矩阵法程序.推导出对接处含角刚度作为符号的方程,输入第一阶固有频率就可识别出该处的角刚... 详细信息

通过试验模态分析,实测悬臂对接板的第一阶固有频率及振型,将对接板的动力学问题转化为悬臂对接梁来求解.借助计算机代数语言,编写对接梁的传递矩阵法程序.推导出对接处含角刚度作为符号的方程,输入第一阶固有频率就可识别出该处的角刚度,并通过实例验证了此法的有效性.

关键词：角刚度传递矩阵法计算机代数语言

一边弹性支承三边自由矩形板对接处角刚度的识别

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中国工程机械学报 2009年第3期7卷 290-293页

作者：李享荣张雷上海大学理学院上海200444 上海理工大学机械工程学院上海200093

通过试验模态分析,寻找一边弹性支承三边自由对接长方形板的最低阶弯曲振型及对应的固有频率,将对接板的动力学问题转化为一边弹性支承的对接梁来求解,借助计算机代数语言,编写对接梁的传递矩阵法程序,推导出对接处含角刚度作为符号的方... 详细信息

通过试验模态分析,寻找一边弹性支承三边自由对接长方形板的最低阶弯曲振型及对应的固有频率,将对接板的动力学问题转化为一边弹性支承的对接梁来求解,借助计算机代数语言,编写对接梁的传递矩阵法程序,推导出对接处含角刚度作为符号的方程,输入板的最低阶弯曲振型所对应的固有频率就可识别出该处的角刚度,并通过实例验证此法的有效性.

关键词：角刚度传递矩阵法计算机代数语言

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三轴精密测试合气浮轴系角刚度数值计算分析

哈尔滨工业大学学报 1995年第3期27卷 70-75页

作者：齐乃明刘暾李中郢

本文采用有限元数值分析方法对三轴精密测试合气浮轴系的角刚度进行了精确计算，所得结果为该转台的研制成功提供了重要的设计参数．

关键词：气浮轴承角刚度三轴测试台数值计算航天

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折返式鼠笼弹性支承刚度特性研究

推进技术 2017年第9期38卷 2078-2085页

作者：王洋洲刘倩丁振晓尹健昭苏卫民北京航天动力研究所北京100076

为了研究折返式鼠笼弹性支承的刚度特性,采用数值仿真与试验研究相结合的方法,对鼠笼弹支径向刚度和角刚度的特性及其关键影响参数进行了分析。结果表明,鼠笼弹支与加力环之间的间隙对弹支刚度影响明显,与过盈配合相比,当间隙增加到1mm... 详细信息

为了研究折返式鼠笼弹性支承的刚度特性,采用数值仿真与试验研究相结合的方法,对鼠笼弹支径向刚度和角刚度的特性及其关键影响参数进行了分析。结果表明,鼠笼弹支与加力环之间的间隙对弹支刚度影响明显,与过盈配合相比,当间隙增加到1mm时刚度降低了37.3%;加力环厚度越小,弹支刚度越小;位移测点位置对刚度结果影响较大,折返处刚度稳定性好,不同力施加位置下,其变化幅度仅为2%,而折返套尾部刚度的变化幅度达到了27.3%;角刚度受力施加位置影响巨大,变化幅度达到了85.2%。

关键词：折返式鼠笼弹支刚度特性角刚度试验数值模拟

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提高开式压机角刚度的途径

农机使用与维修 2008年第3期 34-34页

作者：孙伟黑龙江清宇建设工程监理有限责任公司

现有典型结构的开式压机,在工作中机身承受很大弯矩,其垂直刚度、水平刚度及角刚度显著低于闭式压机.其滑块沿机身上部导向.安装在滑块底面和工作台上的上、下模中心线之间产生相对偏角△a和水平错移△λ,如图1所示,对于工件精度、模具... 详细信息

现有典型结构的开式压机,在工作中机身承受很大弯矩,其垂直刚度、水平刚度及角刚度显著低于闭式压机.其滑块沿机身上部导向.安装在滑块底面和工作台上的上、下模中心线之间产生相对偏角△a和水平错移△λ,如图1所示,对于工件精度、模具寿命以及导轨磨损有严重影响.

关键词：角刚度压机开式典型结构水平刚度机身