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炮塔装配台的精度分析与优化

作　者: 程志勇
导　师: 徐知行
学　校: 吉林大学
专　业: 机械工程
关键词: 装配台自动调平质心测量 ANSYS 精度
分类号: TJ303
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 23次
引　用: 1次
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内容摘要

炮塔总装实验台为两自由度实验装置,主要用于被试系统的装配、调试、检测及质量、质心的测试,具有自动调平功能、手动调节功能、质量质心测量功能以及状态信息显示功能。试验台主体结构主要由主体框架、称重系统、调平驱动系统和倾角驱动系统等组成。在主体框架上层设置了一个称重系统,称重系统由4个称重传感器、变送器及控制器组成。主体框架由两层结构组成,称重传感器以上为上基板,传感器安装在上基板的四个支撑上,中间支撑安装在调平支撑板上。本文主要对试验台的精度保证进行研究。首先,通过对试验台称重系统和质心测量系统原理进行分析和研究,采用可倾斜平台测量法测量质心位置。然后对试验台称重系统和质心测量系统进行受力分析,对其测得的质量和质心位置精度进行计算,来确保两个系统满足设计所要求的精度。接着,着重针对试验台基板的结构进行设计。通过对基板受力的分析和精度要求,初步确定基板的结构,并用WORKBENCH画出基板的三维模型,然后导入ANSYS对其进行有限元分析,计算出试验台基板在工作状态下的总形变图,得出最大形变量,并与设计要求的精度值进行对比,确保满足设计要求。最后,进行试验台基板的优化工作。通过不断地建模和有限元分析,对试验台基板的结构和尺寸进行了优化,采取双支撑框和加板筋等措施,大大减少了基板的厚度,最终使得基板的最大形变量刚好接近设计的精度要求。这样既保证了试验台基板的精度又节省了基板的材料,基本达到了本论文研究的目的。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章绪论  11-19
  1.1 论文的选题背景和意义  11-14
    1.1.1 炮塔的发展  11-13
    1.1.2 炮塔研究的意义  13-14
  1.2 课题用到的方法  14-17
    1.2.1 有限元法  14-16
    1.2.2 质心测量法  16-17
  1.3 工作内容及要求  17-19
    1.3.1 用途  17
    1.3.2 功能要求  17-18
    1.3.3 性能要求  18-19
第二章试验台的结构方案  19-27
  2.1 试验台的主要用途及性能要求  19-20
    2.1.1 实验台的主要用途  19
    2.1.2 试验台的功能要求  19
    2.1.3 试验台的性能要求  19
    2.1.4 试验台的使用条件  19-20
  2.2 试验台的结构方案  20-23
    2.2.1 试验台的主体结构方案  20-22
    2.2.2 传感器部分及电气控制原理框图  22-23
  2.3 试验台的功能  23-25
    2.3.1 调平功能  23
    2.3.2 质量测量  23-24
    2.3.3 倾角功能  24
    2.3.4 支撑系统  24-25
  2.4 微机测控系统  25-27
    2.4.1 系统的控制对象  26
    2.4.2 系统反馈测量元件  26-27
第三章质心测量的精度分析  27-35
  3.1 测量方法和原理  27-31
    3.1.1 测量方法  27-28
    3.1.2 测量原理  28-31
  3.2 质心测量的精度分析  31-35
    3.2.1 误差分析  31-32
    3.2.2 误差估计  32-35
第四章试验台基板的分析  35-48
  4.1 基板的结构尺寸的确定  35-37
  4.2 基板的有限元分析  37-47
    4.2.1 有限元软件的选择  37-38
    4.2.2 对有限元分析法的认识  38-40
    4.2.3 试验台基板三维模型的建立  40-41
    4.2.4 模型材料及单元类型的选择  41-43
    4.2.5 基板模型网格的划分  43
    4.2.6 施加约束和力的加载  43-45
    4.2.7 后处理及结果  45-47
  4.3 结论  47-48
第五章试验台基板的优化  48-60
  5.1 基板结构的改进方案  48-50
  5.2 新方案基板的有限元分析  50-59
    5.2.1 前处理  50
    5.2.2 单元格划分  50
    5.2.3 对基板模型施加约束  50-51
    5.2.4 对基板模型施加载荷  51-52
    5.2.5 后处理  52-59
  5.3 结论  59-60
第六章结论与展望  60-62
  6.1 结论  60-61
  6.2 展望  61-62
参考文献  62-66
致谢  66

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