炮塔装配台的精度分析与优化

论文摘要

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。

论文目录

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