動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀一體式撓性支承關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、論文是在中國(guó)航天科技集團(tuán)公司八院“十一五”預(yù)研項(xiàng)目“衛(wèi)星用撓性結(jié)構(gòu)件精密加工技術(shù)研究”，(編號(hào)：02413180901003)資助下，對(duì)一體式撓性支承進(jìn)行的專門研究。 一體式撓性支承由一整塊材料加工而成，避免了組合式支承先加工后組裝的缺點(diǎn)，而且其固有的雙平衡環(huán)結(jié)構(gòu)，可以從原理上消除2倍頻角振動(dòng)引起的漂移誤差，是組合式撓性支承頭理想的升級(jí)換代產(chǎn)品。但我國(guó)對(duì)一體式撓性接頭的研究，還存在諸多空白，處于萌芽階段。本文對(duì)于一體式撓性支承進(jìn)行

2、了系統(tǒng)而又深入的研究，初步解決了一體式撓性接頭設(shè)計(jì)、制造及性能檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)。 在牛頓力學(xué)范圍內(nèi)，以剛體動(dòng)力學(xué)理論分析了撓性性支承的扭擺運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力調(diào)諧機(jī)理，給出兩自由度動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀的運(yùn)動(dòng)微分方程以及誤差因素。 以變截面連續(xù)梁理論和卡氏定理導(dǎo)出了接頭細(xì)頸的拉壓剛度、扭轉(zhuǎn)剛度、彎曲剛度及轉(zhuǎn)動(dòng)精度的解析表達(dá)式，首次提出了有效區(qū)間角度的概念。系統(tǒng)構(gòu)建了一體式撓性接頭力學(xué)特性的基礎(chǔ)理論，并且采用有限元方法進(jìn)行了驗(yàn)證。 采用改進(jìn)

3、的BP-GA算法研究了多參數(shù)多目標(biāo)結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題。通過(guò)有限元分析和解析計(jì)算的樣本集合，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了細(xì)頸的設(shè)計(jì)參數(shù)與細(xì)頸體積和角剛度的非線性全局映射關(guān)系，據(jù)此構(gòu)建了遺傳算法所需的目標(biāo)函數(shù)，在設(shè)計(jì)約束條件下，獲得了滿意的優(yōu)化參數(shù)。計(jì)算結(jié)果表明，在保持角剛度指標(biāo)要求的情況下，細(xì)頸的體積可減少近40％。 研究了新型一體式撓性支承的精密制造技術(shù)。在分析和總結(jié)現(xiàn)有撓性支承制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，制定合理的加工工藝，并進(jìn)行樣件的試制。幾何尺寸、形

4、位公差的測(cè)試和性能檢測(cè)均表明試制樣件符合要求。 研究了一體式撓性支承的角剛度精密測(cè)試技術(shù)。所研制的一體式撓性支承角剛度測(cè)試裝置，可以在接頭轉(zhuǎn)角限制的15′之內(nèi)完成角剛度的高精度測(cè)試，該測(cè)量系統(tǒng)對(duì)接頭轉(zhuǎn)角的理論分辨率為0.00032<'0>(約1″)，力矩的測(cè)量精度達(dá)到0.005N·mm，并且實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集和測(cè)量的自動(dòng)控制。 研究了一體式撓性支承的虛擬試驗(yàn)技術(shù)。結(jié)合航天產(chǎn)品環(huán)境實(shí)驗(yàn)的要求，在有關(guān)的虛擬試驗(yàn)理論基礎(chǔ)上，結(jié)合先進(jìn)的