论文摘要
惯性测量组合(Inertial Measuring Unit,IMU)是惯性导航系统的核心部件,广泛地应用于航空器、舰船等军用、民用系统,由于其载体通常都是在最恶劣的力学环境下工作,如振动频率范围宽、振动加速度大、承受大冲击载荷等,容易形成动态误差,造成惯性器件输出精度低,以及会影响到惯性器件的使用寿命。为了解决振动、冲击对测量组合引起的动态误差,保证导航系统的定位精度,对IMU进行减振设计是十分必要的,因此,研究设计性能良好的减振系统对IMU的正常工作具有重要意义。本文以某一IMU的减振系统设计为研究对象,根据振动和冲击理论,借助动力学分析软件ADAMS进行分析,合理地选取了隔振器的布置方式,进行了减振系统解耦率计算、橡胶隔振器的刚度优化、减振系统有限元振动和冲击仿真以及减振系统振动和冲击试验验证,通过本文的设计研究,提高了此类减振系统及隔振器的设计水平和效率。论文的主要研究内容如下:①减振系统总体方案设计。在对比分析常见隔振器布置方式的振动传递率曲线后,选取了合适的隔振器布置方式;建立了测量组合的三维模型并通过调整系统质心位置使测量组合的质心与四个隔振器的刚度中心基本重合,计算了测量组合振动系统的质心调整前后解耦率;并对安装支架进行了模态分析。②隔振器设计。运用有限元软件对隔振器的三向静刚度进行了等刚度特性优化;采用橡胶超弹性材料模型对比计算了优化前后的三向刚度,设计了具有较好三向等刚度特性的隔振器。③IMU减振系统有限元动力学仿真分析。对减振系统进行了模态分析、频响分析,对减振系统的振动特性进行了深入的探究;进行了隔振系统在Z向冲击载荷下的瞬态响应分析,得到了冲击加速度响应和位移响应,隔振系统、隔振器和隔振器橡胶的最大应力;在此基础上对IMU减振系统进行了随机振动及疲劳分析,对隔振器进行了疲劳校核。④IMU减振系统试验验证。对IMU减振系统进行了振动和冲击试验,以验证所设计的减振系统在三向等刚度、等阻尼以及耐疲劳等方面性能,并与仿真分析结果进行了分析比较。
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标签：优化设计论文; 随机振动论文; 随机振动疲劳分析论文; 振动试验论文;