隨著航天技術(shù)的發(fā)展,空間機構(gòu)中采用繩索作為連接、承力、驅(qū)動構(gòu)件的場合越來越多。繩索作為一類只能承受張拉載荷的柔性體,其張緊力準(zhǔn)確測量的重要性日益凸顯。本文針對傳統(tǒng)繩索張緊力測量技術(shù)存在的不足,通過對已有測量技術(shù)總結(jié)分析,開展基于聲波反饋的空間機構(gòu)承力繩索張緊力測量方法研究。課題主要研究內(nèi)容包括繩索振動與聲學(xué)特性分析、基于聲波的繩索張力測量系統(tǒng)設(shè)計以及相關(guān)試驗驗證。本文建立基于有限元-邊界元的繩索振動與聲學(xué)仿真模型。將張緊繩索等效為單根弦,對其進行模態(tài)分析。在施加激勵后對模型進行瞬態(tài)動力學(xué)仿真,以分析模型的瞬態(tài)振動特性。最后將結(jié)構(gòu)振動數(shù)據(jù)導(dǎo)入聲學(xué)邊界元網(wǎng)格,對模型聲學(xué)特性展開研究。課題分別獲得模型振動頻譜與聲頻譜,對比二者結(jié)果,驗證通過聲波原理進行繩索振動信息獲取方法的可行性。最后分析相關(guān)因素對繩索振動與聲學(xué)特性的影響。為實現(xiàn)對繩索振動音頻信號的采集分析,課題開發(fā)設(shè)計基于Lab VIEW的音頻信號分析系統(tǒng)。研究內(nèi)容包括對測量用麥克風(fēng)、數(shù)據(jù)采集卡等關(guān)鍵硬件的選型以及對系統(tǒng)的信號采集、信號預(yù)處理、信號分析、文件管理等功能模塊分別進行編程設(shè)計。為避免環(huán)境中低頻噪音對有用信號的影響,課題采用基于...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究的目的和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.1 空間機構(gòu)中繩索應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.2 繩索張力測量方法研究現(xiàn)狀
        1.2.3 基于聲學(xué)原理的測量技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.4 繩索振動與聲學(xué)特性研究現(xiàn)狀
        1.2.5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
    1.3 課題主要研究內(nèi)容
第2章 繩索振動與聲學(xué)模型理論分析
    2.1 引言
    2.2 張緊繩索振動特性研究
        2.2.1 張緊繩索振動模型的簡化
        2.2.2 撥擊激勵下繩索自由振動特性研究
        2.2.3 張緊繩模態(tài)分析
    2.3 繩索聲學(xué)模型的建立
        2.3.1 聲學(xué)基本方程的推導(dǎo)
        2.3.2 聲場分析邊界條件
        2.3.3 模型的驗證
    2.4 本章小結(jié)
第3章 繩索振動與聲學(xué)特性仿真分析
    3.1 引言
    3.2 繩索聲場求解
        3.2.1 張緊繩索瞬態(tài)動力學(xué)響應(yīng)分析
        3.2.2 基于聲學(xué)邊界元法的繩索聲學(xué)特性仿真分析
    3.3 激勵面內(nèi)繩索聲學(xué)特性分析
    3.4 不同條件下繩索聲學(xué)特性分析
        3.4.1 激勵因素的影響
        3.4.2 繩索長度的影響
        3.4.3 測點位置的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于Lab VIEW的繩索音頻信號分析系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 引言
    4.2 測量系統(tǒng)及系統(tǒng)分析流程
    4.3 測量系統(tǒng)硬件設(shè)備選型
        4.3.1 測量用麥克風(fēng)模塊選型
        4.3.2 數(shù)據(jù)采集卡選型
    4.4 測量系統(tǒng)各模塊功能的實現(xiàn)
        4.4.1 信號采集模塊的實現(xiàn)
        4.4.2 數(shù)據(jù)讀寫模塊的實現(xiàn)
        4.4.3 信號波形預(yù)處理模塊的實現(xiàn)
        4.4.4 信號分析模塊的實現(xiàn)
    4.5 基于頻差法的音頻信號基頻獲取
    4.6 鋼絲繩張力測量試驗研究
        4.6.1 試驗平臺的搭建
        4.6.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對鋼絲繩音頻效果的試驗分析
        4.6.3 激勵因素對鋼絲繩音頻效果的試驗分析
        4.6.4 直徑1.2mm鋼絲繩張力測量試驗
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3873241