3自由度气浮台力学性能研究——自重作用下平台结构平衡敏感性分析

基于运动弹性动力学理论建立3自由度气浮台平台的力学模型。根据航天器姿态动力学理论推导出自重作用下在气浮台姿态变化过程中平台质心变化公式和所需配重公式，从而获得气浮台平台不平衡力矩的计算公式。应用有限元法计算不同结构参数值组合时平台自重变形产生的不平衡力矩；探究结构各方向刚度相同时参数的变化对不平衡力矩的影响，提出使平台结构不平衡力矩为零的平衡点概念；分析平台结构参数变化对不平衡力矩影响大小即平衡敏感性与平台结构刚度之间的关系。结果表明，平台结构中存在许多使平台各方向刚度相等从而不产生不平衡力矩的平衡点。在每个平衡点处，结构参数值的略微变化对平台自重变形产生的不平衡力矩影响相差很大。结构刚度越大，结构参数值变化对平台自重变形产生的不平衡力矩影响越小，即平衡敏感性越低。