本文關鍵詞：基于CATIA的管狀型材扭轉角測量儀的設計

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【摘要】：扭轉試驗是最基本的材料力學實驗之一,扭轉角測量是扭轉試驗和工程裝配的重要方面,本文基于CATIA V5工作平臺模擬設計了實用性強,精度高,具有工程意義的管狀型材扭轉角測量儀,為實驗室以后的實驗和仿真提供了支持。本文首先介紹了材料力學扭轉試驗的相關內容和實驗原理,針對扭轉試驗相關的國際和國內標準進行分析,詳細研究了圓截面棒樣和管樣應力分布及扭轉角的求解辦法。其次本文對扭轉角測量儀所測試樣標準進行定義,采用法蘭盤管狀試樣作為儀器的標準試樣。基于標準試樣對扭轉角測量儀進行了整體設計和各個部分零件設計,通過功能分析,將扭轉角測量儀分為扭矩施加組件,試樣固定組件,測量組件三個主要部分。扭矩施加組件設計提出了滑輪組施加純扭矩的方法。試樣固定組件設計了大范圍的夾持底座和以蝸桿副為主要部件的固定端控制組件。儀器測量組件設計采用高精度的百分表并根據百分表與試樣的幾何關系計算得到扭轉角度與百分表測量值的對應關系。零部件設計完成后,將零部件虛擬裝配成為完整的扭轉角測量儀模型,并根據零件的工況對重要零部件的材料進行了定義。再次本文結合CATIA有限元方法,分析了測量儀模型的位移和主應力分布圖,位移和主應力的分布與預期效果相符,驗證設計合理性。又根據扭轉角測量儀的誤差來源,對誤差細節(jié)進行分析,模擬結果表明管樣自重和被平衡后的夾持底座重力引入彎矩導致的誤差以及測量組件引入的誤差都在工程可接受范圍之內,儀器精確度高,扭轉角測量儀方案可行性高。最后本文提出了機械扭轉角測量儀的優(yōu)化方案,根據電阻應變片的工作原理和管狀試樣的實際情況提出了應變片的貼片位置和測量電路的建議方案,并根據優(yōu)化方案對儀器模型進行了簡化。
【學位授予單位】：中國民航大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH87

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本文編號：1275327