陀螺内部摩擦对旋转物体等效原理检验的影响

利用角动量定理对实验采用的电磁驱动机械陀螺的内部摩擦力矩进行测量,分析了这一摩擦力矩对宏观旋转物体等效原理扭秤方案检验的影响,并就此提出了几项改善措施.实验结果表明:该摩擦力矩正比于陀螺的角速度,当陀螺旋转的角速度达到17 000 r/min时,陀螺内部摩擦力矩达到1×10-4N.m,这一大小对宏观旋转物体等效原理检验扭秤方案的预期精度给出了严格限制.     

结构解耦的双质量微陀螺仪结构方案设计与仿真

为了解决双线振动双质量微机械陀螺驱动和检测模态耦合的问题,提出了一种新的双质量双线振动式微机械陀螺仪结构方案,并对驱动和检测梳齿的电容布置以及梁的结构形式进行了设计.根据微陀螺的结构和工作原理,对该陀螺的驱动和检测模态进行了理论分析,给出了简化的动力学方程,并利用ANSYS有限元分析软件进行了数值仿真,以验证设计思想的正确性.仿真结果表明,双质量块和折叠梁的设计使该微陀螺能够实现驱动和检测模态的完全解耦.在仿真验证的基础上,通过调节结构参数实现了陀螺驱动模态与敏感模态固有频率的匹配及其与干扰模态的隔离.2个质量块的差动输出能够有效减小共模信号的干扰,变面积式的梳齿电容布置方式能使微陀螺在空气下的模态品质因数显著提高.该结构设计方案能使微陀螺的整体性能得到提高,达到了理想的设计目的.     

基于子结构法的微机械陀螺性能解析

在微机械陀螺性能健壮性设计的研究中,为了解决微陀螺性能解析的高精度和计算时间的问题,以体微机械加工技术制备的音叉振动式微机械陀螺结构为研究对象,提出了基于子结构法的微结构动态性能解析法.在实现了微陀螺的高精度解析和分析的基础上,进行了微陀螺弹性梁优化设计,得到了性能优良的微陀螺弹性梁结构.通过实例解析,不仅验证了基于子结构法的微结构动态性能解析法的有效性,而且证明了其在微机械陀螺性能设计中的潜在价值.     

二自由度与单自由度陀螺罗盘的对比分析

从运动方程，运动规律及特性等几个方面对二自由度与单自由度陀螺罗盘进行了对比分析，说明了二自由度陀螺罗盘的主要运动是重力矩引起的进动，而单自由度陀螺罗盘的运动是由于地球自转产生的科氏惯性力矩引起的陀螺效应．二者摆动周期相差悬殊的特点对其应用产生重要影响．     

自动化陀螺经纬仪中阻尼力矩器的设计

阻尼力矩器的实现原理及控制是自动化陀螺经纬仪实现快速寻北过程中的一个十分重要的环节.传统的电磁线圈式阻尼力矩器机构复杂,装配难度较大,零位稳定性较差.本文中分析了陀螺房体在施加阻尼力作用后的运动微分方程,提出了一种采用圆型板转子阻尼力矩器对陀螺房体施加阻尼力矩,实现快速寻北的方法;并实际介绍了该阻尼力矩器的设计原理和方法,给出了控制方程.研究表明,采用该阻尼力矩器具有简化输电结构、减小整机外形尺寸、增加仪器零位稳定性的优点.     

微机械陀螺数字读出系统及其解调算法

为实现灵活的参数调整、改善陀螺的控制性能和进行误差补偿,提出了一种用于微机械陀螺的数字读出系统。该系统通过对陀螺输出信号进行数字化,并采用浮点数字信号处理器(DSP)进行反馈控制和算法解调,实现了对微机械陀螺中的微小电容的检测,其中的解调算法采用了最小均方误差解调(LMSD)技术。仿真和实验结果表明:LMSD算法使噪声水平比经典的乘法解调算法下降了29%;将该数字读出系统用于大气条件下工作的一种振动轮式微机械陀螺,噪声水平达到0.0073(°)/(s.Hz-1/2),带宽为100Hz。     

灵敏航天器快速倾斜机动的MCMG参数和力矩估算

该文研究灵敏航天器快速倾斜机动时微型控制力矩陀螺(MCMG)的参数估算问题。所得到的估算结果可供微型控制力矩陀螺群初步设计时选择设计参数。从航天器的动力学模型出发,给出了倾斜机动模式下MCMG最大框架角速度和输出力矩的估算方法。然后在给定机动任务的前提下,以某小卫星为例,对采用标准金字塔构型的微型控制力矩陀螺群的姿态控制系统进行了仿真验证。仿真结果显示出该估算方法的可行性。     

基于性能退化的控制力矩陀螺寿命预测

控制力矩陀螺具有高可靠、长寿命特点,传统试验方法难以获取失效样本。但是控制力矩陀螺在轨工作期间的遥测数据中包含了很多性能退化信息,在详细分析这些数据的产生机理、影响因素和变化规律的基础上,结合已知的失效指标,选择合适的性能退化参数,针对性能退化参数建立陀螺的寿命预测模型。利用遥测数据拟合模型参数,进行趋势外推计算陀螺的预测寿命。文章最后给出了两种性能退化指标的控制力矩陀螺寿命预测实例,验证了该方法的有效性。     

大型磁悬浮控制力矩陀螺热分析与实验

为提高大型磁悬浮控制力矩陀螺设计的可靠性,本文对大型磁悬浮控制力矩陀螺的热源及热应力分布进行了详细的分析。首先,依据陀螺功能特性对系统整体的热源进行了详细的分析。其次,基于分析结果建立系统的热分析模型,并对整机的温度场和热应力进行了计算。最后,采用长期运行温度考核和热循环温度考核对陀螺系统进行了实验测试。结果表明,陀螺系统的实际温升与理论计算结果基本一致,表明陀螺系统的整体温升能够满足使用要求。     

基于视觉测量的微陀螺振动系统线性度测试研究

为了测试分析微陀螺驱动模态振动系统的线性度,使驱动模态在静电驱动信号激励下产生稳定的线性振动,采用计算机视觉测量方法,使用高速摄像机获取微陀螺驱动模态在频率固定的调幅驱动电压信号激励下的振动位移响应视频图像;通过对运动时序图像的处理、目标识别与运动参数测量,获得振动位移的时变曲线.进一步得到驱动电压幅值变化与振动位移幅值的变化关系,分析结果表明,该方法便于对微陀螺振动系统的线性度进行测试分析.     

地下导线加测陀螺边最优位置确定及精度分析

从熵的定义出发 ,运用熵变小准则导出了确定地下导线加测陀螺边最优位置的基本公式并用程序加以实现 .同时对测有多个陀螺方位角地下导线的平差及精度问题进行了深入探讨和分析 ,得出一些有益的结论 ,这对城市地铁建设中地下导线的布设和测量有一定的指导意义 .     

Cr3复合铸钢支承辊差温热处理过程

以Cr3复合铸钢支承辊为研究对象,采用差温热处理工艺制备满足性能要求的支承辊.研究了支承辊在差温热处理过程中的温度分布情况,分析了轧辊工作层的硬度和组织,运用已开发的淬火温度场模拟系统对支承辊油淬过程温度场进行模拟,并将模拟结果与实测结果进行了比较.结果表明:使用差温热处理工艺可使支承辊的辊芯和辊身在加热完成后得到不同的温度,从而使其在随后的淬火过程中得到不同的组织.支承辊经差温热处理工艺加热后,轧辊工作层内的硬度和组织均满足使用要求.运用已开发的淬火温度场模拟系统对支承辊油淬过程进行模拟,模拟结果与实验结果相吻合,证明该系统具有较高的可靠性,可用于热处理工艺优化,能够为实际生产提供定量的参考依据.     

凸轮机构摆动从动杆滚子转动的计算及转动惯量的选择

研究了凸轮机构中的摆动滚子从动杯，并推导出滚子的角速度和角加速度的通用计算公式；还以不打滑为条件导出滚子转动惯量的限制公式，为滚子轴承的设计提供了运动参数计算的依据．     

斜压状态下回转窑托轮接触疲劳寿命预测

推导斜压状态下托轮接触应力的计算公式,建立托轮接触疲劳寿命预测模型.计算实例表明:随着支承载荷或托轮偏斜角增大,托轮的接触疲劳寿命显著减少;当托轮支承载荷大于2 500 kN,托轮偏斜角大于1.6°时,疲劳寿命极短,因此应通过调窑,将托轮的最大支承载荷控制在2 500 kN以内,托轮偏斜角控制在1.6°以内.     

辊式矫直机矫直辊的弯辊模型

将板材在辊式矫直机矫直辊作用下的弯曲,假设为由压下机构作用的弯曲和由弯辊机构作用的弯曲共同作用的结果·根据梁的弹塑性弯曲理论,通过把板材弯曲当作梁的弯曲,并考虑到矫直机在入口处的压弯量,通常使板材弯曲时塑性变形层高度占厚度80%,认为经弯辊作用后塑性变形层高度增加了5%～15%,利用梁的弯曲挠度,建立不同弯曲的弯辊模型,求出了矫直辊的弯辊量·理论计算的弯辊量与实际设定值结果吻合,证明该弯辊量设定模型具有实际应用价值·     

φ660mm粗轧机工作辊断裂失效分析

本文根据弹性理论基本原理,简化计算了辊颈上产生的冷热应力值,从理论上证明了该轧辊破断的主要原因是由于设计不当造成了辊颈局部摩擦温升,又由于采用不适当的冷却方式而造成辊颈表面的切向正应力。摸拟试验证明了上述结论的正确性。     

液芯大压下轧机轧辊的热力耦合分析及疲劳寿命计算

液芯大压下轧机的技术难点是保证轧辊在恶劣工况下的正常工作寿命,它是连续生产的保障。本文采用有限元法中热力耦合的分析方法模拟堆焊型和辊套型两种轧辊的轧制过程,轧辊材料为综合力学性能较好的H13(4Cr5MoV1Si),计算其温度场、应力场和应变场。采用高温应变疲劳寿命法计算辊面产生疲劳裂纹寿命,应用断裂力学理论计算其裂纹扩展的寿命。经计算,辊套型轧辊热应力低于堆焊型轧辊,并且拥有更长的工作寿命。     

铝带快速铸轧机轧辊强度的有限单元法分析

在铝带快速铸轧新技术与设备的研制开发中，由于铸轧辊工作在高温、高压力、高轧制速度的条件下，而且铸轧辊与铸轧产品质量的各种指标有着直接的关系，因此，其强度设计是关键技术之一．作者运用有限元软件Al-gor和工程技术语言Matlab幽编程对2套某厂正常使用的铸轧辊以及针对快速铸轧而设计的铸轧辊进行了强度仿真计算和分析，采用将辊套和辊芯之间的热装配应力、扭矩产生的剪应力和轧制力产生的轧制应力三者分别进行预处理后再叠加，然后进行应力场综合分析计算的方法，获得了快速铸轧状态下铸轧辊在热装配预应力、轧制扭矩以及轧制力等多应力场条件下更符合工况的综合应力状态．此外，探讨了改善铸轧辊应力状态的策略及方法，为实现铸轧辊适应铝材快速铸轧工艺提供了一种新的分析及设计方法，这对改善铸轧辊的强度设计具有指导意义     

强压状态下回转窑托轮与托轮轴配合区的力学性能研究

根据托轮及托轮轴的结构特点,建立了托轮、托轮轴的接触有限元模型.针对托轮的不同受力状态,应用接触问题的变分不等式法,对托轮、托轮轴的过盈配合问题进行了有限元数值计算,得到了配合区托轮孔、托轮轴的最大等效应力及配合区最大、最小接触压力的计算公式.结果表明,配合区端面接触节点的微动量大于配合区内部接触节点的微动量,在配合区端面从托轮轴底端到顶端,径向应力逐渐递增,随托轮旋转,配合区端面接触压力处于交变状态.     

基于多Agent的样条有限条法的程序模型研究

冷弯型钢是由多架次轧辊轧制而成的,轧制冷弯型钢的轧辊设计依赖于孔型设计,而孔型设计则依赖于材料变形机理。将多Ａｇｅｎｔ技术用于样条有限条法,根据样条有限条法的变形理论进行材料变形机理的研究和信息化改造,建立基于多Ａｇｅｎｔ的样条有限条法的程序模型,将为研究材料辊弯变形理论和优化孔型设计打下坚实的基础。