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文檔簡介
1、高精度慣性傳感器件是航空、航天飛行器中慣導(dǎo)系統(tǒng)的核心部件,其中關(guān)鍵微構(gòu)件的使用性能直接決定慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航精度。該微構(gòu)件成對(duì)使用,其特征尺寸在微米量級(jí),要求力學(xué)性能穩(wěn)定、一致性好。目前,微構(gòu)件的檢測流程僅僅對(duì)該微構(gòu)件的幾何量(尺寸精度及形位精度)進(jìn)行檢測,忽略了微構(gòu)件力學(xué)性能的檢測,而微構(gòu)件的力學(xué)性能直接決定了慣導(dǎo)系統(tǒng)的使用性能、成品率和可靠性。目前國內(nèi)外相關(guān)研究均存在一定局限性,測試裝置沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),測試數(shù)據(jù)分散性大。因此,本課題以微
2、構(gòu)件力學(xué)性能的測試技術(shù)為切入點(diǎn)對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)關(guān)鍵微構(gòu)件的綜合力學(xué)性能測試的相關(guān)問題展開研究。
本文針對(duì)具有微槽結(jié)構(gòu)的薄壁微構(gòu)件的力學(xué)性能測試要求,確定微構(gòu)件力學(xué)性能測試系統(tǒng)的總體功能及設(shè)計(jì)指標(biāo),完成裝置總體方案的設(shè)計(jì),采用模塊化的設(shè)計(jì)思想,將裝置總體分為微拉伸測試系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)測試系統(tǒng)、原位觀測系統(tǒng)、信號(hào)采集與控制系統(tǒng)及機(jī)械輔助系統(tǒng)等五部分,并對(duì)測試裝置機(jī)械部分進(jìn)行搭建與調(diào)試。針對(duì)關(guān)鍵的精密驅(qū)動(dòng)單元,進(jìn)行建模及理論計(jì)算,并利用ANSY
3、S進(jìn)行校核和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
本文提出微構(gòu)件測試裝置控制系統(tǒng)的總體方案;在控制系統(tǒng)硬件上,采用工控機(jī)及各PCI板卡的組合作為控制核心,對(duì)硬件進(jìn)行選型,完成電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、搭建及調(diào)試工作;在軟件上,基于VB語言設(shè)計(jì)了力學(xué)性能測試軟件,通過調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(DLL)的方法,實(shí)現(xiàn)工控機(jī)對(duì)硬件I/O端口訪問以及各PCI板卡的功能的集成,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)測試過程的控制。
在上述基礎(chǔ)上,分別針對(duì)測試裝置的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和微構(gòu)件力學(xué)性能測試實(shí)驗(yàn)技
4、術(shù)展開研究。測試裝置的實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究包括:力傳感器力-電壓標(biāo)定、力傳感器力-位移的標(biāo)定、精密驅(qū)動(dòng)單元的相關(guān)特性測試等研究。微構(gòu)件力學(xué)性能測試的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究包括:進(jìn)行待測試件的設(shè)計(jì)與制備,對(duì)待測試件進(jìn)行相關(guān)力學(xué)性能測試,并通過對(duì)測試結(jié)果的分析,驗(yàn)證測試系統(tǒng)的可行性與可靠性;通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,分析微細(xì)銑削加工對(duì)微構(gòu)件的力學(xué)性能的影響;在原位觀測系統(tǒng)輔助下觀測微構(gòu)件拉伸過程中的形貌變化,對(duì)其斷裂機(jī)理進(jìn)行探究;對(duì)動(dòng)態(tài)測試系統(tǒng)的功能進(jìn)行驗(yàn)證,并對(duì)
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