基于單軸氣浮臺(tái)測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量方法的研究.pdf

1、質(zhì)量特性參數(shù)的測(cè)量技術(shù)被廣泛應(yīng)用于航天航空和其它重要兵工領(lǐng)域。本文提出了一種基于單軸氣浮臺(tái)利用能量衰減與旋轉(zhuǎn)移軸測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和質(zhì)心的方法,測(cè)量設(shè)備具有精度高、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。本文研究了測(cè)量原理和測(cè)量方法,包括測(cè)試裝置設(shè)計(jì)、原理驗(yàn)證及影響測(cè)量精度的試驗(yàn)分析、樣件實(shí)測(cè),是質(zhì)量特性參數(shù)一體化測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域的一種新探索。本文完成的研究有以下幾方面。
　　測(cè)量原理和測(cè)量方法的研究是本文的重點(diǎn)部分。根據(jù)靜壓氣體軸承摩擦力矩和功耗

2、的計(jì)算公式,建立單軸氣浮臺(tái)能量衰減與氣體潤(rùn)滑劑摩擦做功的關(guān)系,得出理想狀態(tài)下單軸氣浮臺(tái)的低速自由轉(zhuǎn)動(dòng)是隨時(shí)間衰減的單指數(shù)函數(shù),進(jìn)一步推導(dǎo)出能量衰減量在定速區(qū)間與所消耗的時(shí)間呈正比關(guān)系,從而提出了一種基于單軸氣浮臺(tái)的利用能量衰減測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法。以轉(zhuǎn)動(dòng)慣量平行軸定理為基礎(chǔ),參照曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的工作原理,研究了在質(zhì)量已知的條件下,利用旋轉(zhuǎn)移軸測(cè)量質(zhì)心的方法,通過(guò)定量分析確定了角度旋轉(zhuǎn)方案和計(jì)算質(zhì)心的公式。以能量衰減與旋轉(zhuǎn)移軸相結(jié)合的測(cè)量方案

3、可以在一次操作過(guò)程中實(shí)現(xiàn)物體多個(gè)位置的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量,并通過(guò)求解方程組獲得物體質(zhì)心,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和質(zhì)心一體化測(cè)量。
　　對(duì)常用旋轉(zhuǎn)平臺(tái)進(jìn)行了比較和選型,設(shè)計(jì)了測(cè)試用的遙控電動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái),以三維軟件Solidworks為工具對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了虛擬設(shè)計(jì),具體分析了滿足鎖緊和定位要求的測(cè)試條件。根據(jù)單軸氣浮臺(tái)的工作要求設(shè)計(jì)了氣路系統(tǒng),搭建了以單軸氣浮臺(tái)為核心的測(cè)試裝置。
　　在測(cè)試裝置上通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和曲線擬合,驗(yàn)證了理論推導(dǎo)和測(cè)量原理的可行