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动力调谐陀螺仪一体式挠性支承

刘春节  
【摘要】:论文是在中国航天科技集团公司八院“十一五”预研项目“卫星用挠性结构件精密加工技术研究”,(编号:02413180901003)资助下,对一体式挠性支承进行的专门研究。 一体式挠性支承由一整块材料加工而成,避免了组合式支承先加工后组装的缺点,而且其固有的双平衡环结构,可以从原理上消除2倍频角振动引起的漂移误差,是组合式挠性支承头理想的升级换代产品。但我国对一体式挠性接头的研究,还存在诸多空白,处于萌芽阶段。本文对于一体式挠性支承进行了系统而又深入的研究,初步解决了一体式挠性接头设计、制造及性能检测的关键技术。 在牛顿力学范围内,以刚体动力学理论分析了挠性性支承的扭摆运动和动力调谐机理,给出两自由度动力调谐陀螺仪的运动微分方程以及误差因素。 以变截面连续梁理论和卡氏定理导出了接头细颈的拉压刚度、扭转刚度、弯曲刚度及转动精度的解析表达式,首次提出了有效区间角度的概念。系统构建了一体式挠性接头力学特性的基础理论,并且采用有限元方法进行了验证。 采用改进的BP-GA算法研究了多参数多目标结构优化问题。通过有限元分析和解析计算的样本集合,利用神经网络建立了细颈的设计参数与细颈体积和角刚度的非线性全局映射关系,据此构建了遗传算法所需的目标函数,在设计约束条件下,获得了满意的优化参数。计算结果表明,在保持角刚度指标要求的情况下,细颈的体积可减少近40%。 研究了新型一体式挠性支承的精密制造技术。在分析和总结现有挠性支承制造技术的基础上,制定合理的加工工艺,并进行样件的试制。几何尺寸、形位公差的测试和性能检测均表明试制样件符合要求。 研究了一体式挠性支承的角刚度精密测试技术。所研制的一体式挠性支承角刚度测试装置,可以在接头转角限制的15′之内完成角刚度的高精度测试,该测量系统对接头转角的理论分辨率为0.00032~0(约1″),力矩的测量精度达到0.005N·mm,并且实现了数据采集和测量的自动控制。 研究了一体式挠性支承的虚拟试验技术。结合航天产品环境实验的要求,在有关的虚拟试验理论基础上,结合先进的大型CAE工程软件,以某一体式挠


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