大型复杂结构物体质量特性测量技术研究

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1、大型复杂结构物体质量特性测量技术研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：徐向辉指导教师：唐一科教授专业：机械电子工程学科门类：工学重庆大学机械工程学院二O一五年五月ResearchontheTechniqueoftheLargeObjectwithComplexStructureforMeasurementoftheMassPropertiesAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByX

2、uXianghuiSupervisedbyProf.TangYikeSpecialty:MechatronicEngineeringCollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要在武器和航空航天领域，质量特性参数测量对产品具有至关重要的意义，随着科技的发展和对测量精度的不断提高，相应的测量设备也伴随着此类产品的研究不断发展。在武器领域，广泛存在着火箭弹、大型弹箭，在航空航天领域，存在着卫星、航天器、太阳能电池帆板等，这类产品由于长

3、径比大、形状复杂，且往往具有翼、舵等复杂外形结构，横偏量测量时采用传统方法难以实现，转动惯量测量时存在着装卡、安全、测量效率低和空气阻尼影响较大等问题。本文在分析国内外质量特性测量领域成熟的测量理论基础上，对于横偏量的测量，提出了一种新的测量方法——双边摆动法，测量时只需将产品左右摆动一个小角度，就可准确测出横偏量数值，此方法由不平衡力矩法衍生而来，测量原理简单，通过对标准样件进行实测，分析测试数据可知该方法具有较高的测量精度。针对大型复杂结构物体转动惯量测量过程中存在着竖直装卡和空气阻尼影响较大的问题，通过分析比较现有的卧式测量方法，找出其测量的理论依据，在此基

4、础上提出了实现产品俯仰和滚转转动惯量测量的卧式测量方法——振复摆法，并与扭杆驱动的复摆测量方法比较，重点分析了振复摆法的测量原理和可行性，并建立了振复摆法的试验装置。对标准样件测量，通过试验数据及其试验机构的分析，得出振复摆法测量数据稳定、可靠，机构设计合理，是一种针对于大型复杂结构物体俯仰和滚转转动惯量测量的有效方法。在研究了大型复杂结构物体质量特性测量技术的基础上，针对某种产品的测量需求，设计了相应的测量机构。质量质心测试台实现质量、质心及横偏量的测量，转动惯量测试台实现偏航、俯仰和滚转转动惯量的测量，测量平台用于精确测量距离和高度。对各个测量项目进行了详细的

5、误差分析，并提出了有效的减小误差的方法。设备调试后对标准样件进行了测量，误差分析和测量结果均表明该设备满足项目预期的精度要求，现场投入使用后，设备运行良好。关键词：大型复杂结构，质量特性测量，振复摆法，空气阻尼，误差分析I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTItisveryimportantfortheproductsintheweaponandaerospacefieldstothemasspropertymeasurement,withthedevelopmentoftechnologyandthecontinuousimprovementofmeas

6、uringaccuracy,therelevantequipmentdevelopsastheresearchonthistypeofproducts.Intheareaofweapons,productssuchasrocketsandlargeprojectilesarewidespread.Andthereexistsequipmentsuchassatellites,spacecraftandsolarpanelsinthefieldofAeronauticsandAstronautics.Thiskindofproductshavebiglength-d

7、iameterratioandcomplexcontourshape,besides,theyarealwayswithcomplexshapestructuressuchaswingsandrudder.Soitexistsproblemssuchasclamping,security,lowmeasuringefficiencywhentheyaremeasuredforrotationinertia,especiallytheinfluenceofairdamping.Basedontheanalysisofthematuremasspropertiesme

8、asure