基于單軸氣浮臺測量轉動慣量方法的研究.pdf

1、質量特性參數的測量技術被廣泛應用于航天航空和其它重要兵工領域。本文提出了一種基于單軸氣浮臺利用能量衰減與旋轉移軸測量轉動慣量和質心的方法,測量設備具有精度高、效率高、結構簡單、成本低等優(yōu)點。本文研究了測量原理和測量方法,包括測試裝置設計、原理驗證及影響測量精度的試驗分析、樣件實測,是質量特性參數一體化測量技術領域的一種新探索。本文完成的研究有以下幾方面。
　　測量原理和測量方法的研究是本文的重點部分。根據靜壓氣體軸承摩擦力矩和功耗

2、的計算公式,建立單軸氣浮臺能量衰減與氣體潤滑劑摩擦做功的關系,得出理想狀態(tài)下單軸氣浮臺的低速自由轉動是隨時間衰減的單指數函數,進一步推導出能量衰減量在定速區(qū)間與所消耗的時間呈正比關系,從而提出了一種基于單軸氣浮臺的利用能量衰減測量轉動慣量的方法。以轉動慣量平行軸定理為基礎,參照曲柄滑塊機構的工作原理,研究了在質量已知的條件下,利用旋轉移軸測量質心的方法,通過定量分析確定了角度旋轉方案和計算質心的公式。以能量衰減與旋轉移軸相結合的測量方案

3、可以在一次操作過程中實現物體多個位置的轉動慣量測量,并通過求解方程組獲得物體質心,實現轉動慣量和質心一體化測量。
　　對常用旋轉平臺進行了比較和選型,設計了測試用的遙控電動旋轉平臺,以三維軟件Solidworks為工具對結構進行了虛擬設計,具體分析了滿足鎖緊和定位要求的測試條件。根據單軸氣浮臺的工作要求設計了氣路系統(tǒng),搭建了以單軸氣浮臺為核心的測試裝置。
　　在測試裝置上通過大量實驗和曲線擬合,驗證了理論推導和測量原理的可行