大型射電天線輪軌接觸剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)研究
本文關(guān)鍵詞：大型射電天線輪軌接觸剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)研究
更多相關(guān)文章： 輪軌式天線 輪軌接觸 軌道接頭 剛?cè)狁詈?/b> 動力學(xué)分析
【摘要】：大型射電天線輪軌系統(tǒng)是天線方位轉(zhuǎn)動和支撐的基礎(chǔ),它通過滾輪和軌道之間的滾動接觸來實(shí)現(xiàn)其承載和方位轉(zhuǎn)動。輪軌組合是天線輪軌系統(tǒng)的重要組成部分,其接觸滾動運(yùn)行良好與否會對天線的運(yùn)行產(chǎn)生直接影響。為此本文以國家天文臺50m射電天線輪軌組合為研究對象,對輪軌滾動接觸問題進(jìn)行研究。論文首先基于剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)理論,討論了大型射電天線輪軌接觸剛?cè)狁詈隙囿w系統(tǒng)動力學(xué)方程及其求解方法,探討了輪軌接觸剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型的建模方法,為輪軌接觸動力學(xué)分析提供理論基礎(chǔ)。其次,運(yùn)用有限元軟件Msc.Patran/Nastran和多體動力學(xué)軟件RecurDyn,分析輪軌間滾動接觸參數(shù)及其邊界條件設(shè)置,建立了50m射電天線輪軌接觸剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型。針對平順軌道部分,分析了啟動、平穩(wěn)運(yùn)行、快速制動三種工況下的力學(xué)性能,結(jié)果表明天線在啟動和快速制動時,軌道上的應(yīng)力變形比天線在平穩(wěn)運(yùn)行情況下大2倍左右。天線啟動瞬時,軌道應(yīng)力變形最大,最大應(yīng)力可達(dá)559.64Mpa,最大變形可達(dá)0.153mm。分析了軌道上預(yù)設(shè)點(diǎn)的應(yīng)力變形和滾輪作用點(diǎn)離該點(diǎn)距離的動態(tài)變化關(guān)系,結(jié)果表明其應(yīng)力變形和滾輪作用點(diǎn)離該點(diǎn)距離成非線性反比關(guān)系。針對軌道接頭部分,研究了軌道接頭的力學(xué)性能和滾輪不同沖擊速度的關(guān)系,結(jié)果表明在滾輪低速(0.6rad/s)沖擊下軌道接頭處最大應(yīng)力變形比在高速(3rad/s)沖擊下大,低速沖擊下最大應(yīng)力為666.32Mpa,最大變形為0.13mm,因此在保證天線運(yùn)行精度的前提下可以適當(dāng)提高天線的方位轉(zhuǎn)動速度。對比研究了30°,45°,60°,75°四種不同軌道接頭角度下的力學(xué)性能,確定了最優(yōu)軌道接頭角度為45°。最后,對50m天線輪軌接觸系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)測試:1)測量了全軌的水平度,發(fā)現(xiàn)軌道整體水平度存在不均勻現(xiàn)象,兩個軌道接頭處水平度偏差較大,原因是軌道接頭處螺栓存在松動;2)測量了軌道預(yù)設(shè)點(diǎn)與滾輪作用點(diǎn)在不同距離下的變形情況并和仿真結(jié)果對比,發(fā)現(xiàn)在滾輪作用點(diǎn)到達(dá)預(yù)設(shè)點(diǎn)時軌道實(shí)測變形并未達(dá)到最大,主要原因在軌道接頭;3)測量軌道加載后不同位置的變形,對比分析實(shí)測變形與仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)在軌道平順位置,兩者大小相一致,但在接頭處,偏差較大,說明軌道接頭的輪軌剛?cè)狁詈夏Ｐ瓦�存在較大偏差,動力學(xué)模型參數(shù)還需修正。本文的研究成果可以為輪軌剛?cè)狁詈蠞L動接觸的參數(shù)識別和模型修正提供一定的技術(shù)指導(dǎo),也為輪軌及軌道接頭的磨損沖擊變形提供參考。
【關(guān)鍵詞】：輪軌式天線 輪軌接觸 軌道接頭 剛?cè)狁詈?/strong> 動力學(xué)分析
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH751
【目錄】：
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第1章 緒論10-19
- 1.1 課題背景10
- 1.2 大型射電天線研究現(xiàn)狀10-13
- 1.2.1 國外大型射電天線研究現(xiàn)狀10-12
- 1.2.2 國內(nèi)大型射電天線研究現(xiàn)狀12-13
- 1.3 輪軌接觸研究現(xiàn)狀13-18
- 1.3.1 傳統(tǒng)輪軌接觸研究現(xiàn)狀13-16
- 1.3.2 輪軌剛?cè)狁詈辖佑|研究現(xiàn)狀16-18
- 1.4 主要研究內(nèi)容及意義18-19
- 第2章 輪軌剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)研究理論基礎(chǔ)19-29
- 2.1 引言19
- 2.2 剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)建模理論與方法19-20
- 2.3 剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動力學(xué)方程及求解20-28
- 2.3.1 剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動力學(xué)方程建立條件20-23
- 2.3.2 剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動力學(xué)方程23-25
- 2.3.3 剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動力學(xué)方程求解25-26
- 2.3.4 基于剛?cè)狁詈侠碚撦嗆墑恿W(xué)建模26-28
- 2.4 本章小節(jié)28-29
- 第3章 輪軌接觸剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)分析29-46
- 3.1 引言29
- 3.2 輪軌接觸剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型29-35
- 3.2.1 輪軌參數(shù)29-31
- 3.2.2 輪軌接觸剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型31-35
- 3.3 天線不同工況的輪軌動力學(xué)分析35-43
- 3.3.1 天線啟動輪軌動力學(xué)分析35-38
- 3.3.2 天線平穩(wěn)運(yùn)行輪軌動力學(xué)分析38-41
- 3.3.3 天線快速制動輪軌動力學(xué)分析41-43
- 3.3.4 仿真結(jié)果分析43
- 3.4 滾輪位于軌道不同位置動力學(xué)分析43-45
- 3.5 本章小結(jié)45-46
- 第4章 軌道接頭沖擊動力學(xué)分析46-55
- 4.1 引言46
- 4.2 軌道接頭沖擊分析46-50
- 4.2.1 軌道接頭低速沖擊分析47-48
- 4.2.2 軌道接頭高速沖擊分析48-50
- 4.3 軌道接頭角度影響分析50-54
- 4.4 本章小結(jié)54-55
- 第5章 輪軌接觸系統(tǒng)測試實(shí)驗(yàn)55-69
- 5.1 引言55-56
- 5.2 軌道水平度測量實(shí)驗(yàn)56-64
- 5.2.1 軌道水平度測量實(shí)驗(yàn)方案56-60
- 5.2.2 水平度測量結(jié)果及分析60-64
- 5.3 軌道加載變形測量實(shí)驗(yàn)64-67
- 5.3.1 軌道加載變形測量實(shí)驗(yàn)方案64-66
- 5.3.2 軌道加載變形實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果與分析66-67
- 5.4 實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果對比67-68
- 5.5 本章小節(jié)68-69
- 第6章 總結(jié)與展望69-71
- 6.1 總結(jié)69-70
- 6.2 展望70-71
- 致謝71-72
- 參考文獻(xiàn)72-75
- 附錄75
【參考文獻(xiàn)】
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，本文編號：637599
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