金属橡胶光电吊舱的减振器设计研究

早期的光电吊舱安装在固定基座上,随着信息情报重要性的提高,光电吊舱安装到了飞机、舰艇、战车等动载体上,但光电吊舱的内、外框架之间采用刚性连接方式,动载体的振动直接传至光电平台上的光学负载,使光学负载侦察精度降低。本文以机载光电吊舱为例,基于振动对成像质量的影响分析,提出了光电吊舱二级减振设计方案,对内框架悬置弹性支撑解耦问题进行了分析,设计了2种新型金属橡胶减振器,有效隔离了有害的振动,使光电平台的稳定精度达到了预期目标,这一研究对信息侦察领域的发展具有重要意义。     

光电吊舱内框架减振系统设计

为了实现在在喷气机上用光电吊舱观测导弹发射全程的动态状况,设计了光电吊舱内框架减振系统。首先,分析了吊舱的工作环境和框架结构的工作原理,指出内框架减振的必要性。然后,讨论减振轴系的特性,指出内框架加减振器的轴系必须消间隙,并设计了一种模块式驱动轴系,此模块将力矩电机的厚度与轴承的厚度合二为一,减少了轴系的占用空间,增加了有效载荷空间。最后,提出了一种切实可行的内框架减振系统,该系统采用模块式组合方式,具有灵活性和通用性;采用内框架系统独立装调,平推进入外框架安装的设计,使内框架减振系统极易安装调试。对这种装有内框架减振系统的光电吊舱在振动台上做振动试验并观测模拟目标,结果表明,吊舱工作状况良好,跟踪目标的视频图像清晰流畅;在摇摆台上做跟踪精度检测实验,检测结果显示,跟踪精度误差不大于1mrad,满足指标要求。     

机载高精度光电吊舱无转角隔振设计

分析了隔振器在机载光电吊舱中的作用以及对吊舱精度的影响,重点分析了飞机角振动对光电吊舱成像系统以及精度的影响,提出了一种用于机载高精度光电吊舱无转角隔振的集成化设计方法,并通过三维建模,给出了隔振装置详细设计流程。该装置可以有效隔离由光电吊舱载体引起的20 Hz以上的振动,采用双平行四边形结构设计,使隔振器只能沿X、Y、Z方向平动,而不产生转角,从而消除了隔振器转角位移对光电吊舱测角精度的影响,解决了隔振与精度之间的矛盾。     

机载光电平台隔振系统振动耦合分析

为避免载机线振动耦合为光电平台角振动,减小角振动对成像质量和指向精度的影响,对机载光电平台隔振系统进行了分析与研究。针对以往单自由度振动模型仅能分析线振动衰减,无法分析线振动与角振动耦合的缺点,建立了隔振系统的双自由度振动模型,推导出载机线振动与光电平台角振动间的传递函数,分析了减振器刚度、阻尼参数偏差以及减振器布局不合理对振动耦合的影响,为隔振系统的设计和安装提供理论基础。结合工程实际,提出了减小光电平台隔振系统振动耦合的具体措施。     

光电吊舱稳定平台的设计与试验

设计了一种可以搭载多种载荷的两轴两框架光电吊舱稳定平台。介绍了稳定平台的结构,特别是主体框架和光电吊舱挂载结构,分析了接口与伺服控制,进行了光轴平行度调校与稳定精度测试,并进行了振动试验和电磁兼容试验。     

多自由度系统模型在光电吊舱隔振系统设计的应用

为减小振动对光电吊舱成像质量的影响,依据多自由度系统模型理论、隔振理论和实际振动环境设计了小型光电吊舱被动隔振系统,该隔振系统能够合理的配置光电吊舱隔振系统的各阶频率。基于多自由度系统模型理论对隔振系统的各阶固有频率进行配置,指导隔振器的空间布局及相对位置、隔振器的三向刚度及阻尼值和隔震系统支架结构的设计。通过Adams/Vibration模块进行仿真分析,利用振动台对光电吊舱隔振系统进行验证试验,结果显示理论计算、仿真分析和振动试验获得的隔振系统各阶固有频率接近,最大误差不超过10%,且在激振力频率92.5 Hz附近隔振效果明显。外场试飞试验也验证了小型光电吊舱隔振系统的隔振性能。     

机载光电侦察平台复合减振设计

为减小振动对机载光电侦察平台成像质量和稳定精度的影响,对光电平台进行了复合减振设计.分析了复合减振原理,针对以往单级隔振系统存在的缺点在平台内框架和外框架之间设计了二级减振系统,更加有效地隔离了外框架传递到内框架上的振动.采用二维参数优化方法计算出了复合减振系统的最优固有频率比fopt为1.43,最优阻尼比ζopt为0...     

履带式推土机橡胶减振器冲击特性分析

履带式推土机作业环境恶劣,行驶时会产生剧烈的振动,翻越障碍时的冲击载荷更为严重。采用有限元方法,对履带式推土机翻越障碍时悬架上安装的橡胶减振器冲击响应特性进行分析,得到橡胶减振器上钢板反作用力、振动机械能时间历程曲线和粘性损耗能时间历程曲线,并计算出结构的损耗因子。结果表明:经过橡胶减振器的衰减,整机车架所受的冲击载荷减小,冲击能量被逐渐耗散,车辆的舒适性得到改善。     

机载稳定框架平台减振特性设计与分析

机载光电系统在对目标进行航空侦察时,为了减少机载振动干扰因素对视轴稳定性和跟踪精度影响,设计合理的隔振系统显得尤为重要。从隔振设计的角度出发,对隔振原理、橡胶减震器设计要点进行了详细说明。振动试验结果表明:橡胶减震器设计合理和性能可靠;光电系统成像质量好、稳定精度高。     

机载稳定框架平台减振特性设计与分析

机载光电系统在对目标进行航空侦察时,为了减少机载振动干扰因素对视轴稳定性和跟踪精度影响,设计合理的隔振系统显得尤为重要。从隔振设计的角度出发,对隔振原理、橡胶减震器设计要点进行了详细说明。振动试验结果表明:橡胶减震器设计合理和性能可靠;光电系统成像质量好、稳定精度高。     

Measurement,simulation on dynamic characteristics of a wire gauze–fluid damping shock absorber

A new kind of shock absorber with Coulomb–fluid damping through coupling oil, wire gauze, rubber and spring by ingenious tactics is designed for reinforcement of electronic-information equipment in atrocious vibration and impact. The physical mechanism of the shock absorber is systematically investigated. The key-model machine shows complex non-linear dynamic characteristics in multi-parameter coupling dynamic test; otherwise, it has a good dynamic performance for attenuating vibration and resisting violent impact. Based on this, the non-linear dynamic model for attenuating vibration mode of the shock absorber is presented by analysing coupling physical mechanism of fluid and Coulomb friction and other factors for designing the shock absorber with high validity. The analytical results obtained in experimental data have been compared with the numerical ones obtained by performing the Runge–Kutta method with the mathematical model. As the model results agree well with the test data, it can be used for engineering design.     

充气式减振器的制造及使用

减振器作为防振、隔振的主要器件之一,应用十分广泛。介绍了一种新型充气式减振器的制造及其使用场合,并对其结构组成及工作原理进行了简要说明,同时与传统的橡胶减振器作了对比,充分显示出该减振器的使用特性。     

新型气—液耦合减振器的抗冲击动态特性试验与建模研究

针对实现抗大冲击并兼顾衰减振动的减振器件技术要求,通过结合空气阻尼和油阻尼及橡胶元件和金属弹性元件设计了结构微小的气－液耦合减振器原理样机,多参数匹配冲击试验研究表明其具有强非线性动态特征,在此基础上结合理论分析建立了样机非线性动态冲击特性模型,该建模方法直接引入结构参数,为直接设计具体的器件建立了理论基础,研究表明该耦合减振器性能优越并具有良好的设计可控性,具有广泛的应用前景。     

CAD/CAE OF THE WORKING CHARACTERISTICS OF A NEW TYPE OF FLUID COUPLING SHOCK ABSORBER

For purpose of simulation of the working characteristics of a new type of fluid coupling shock absorber for vibration protection of sensitive equipment, a physical model is presented by analyzing the internal fluid dynamic phenomenon with respect to the coupling shock absorber and implemented in MATLAB software package. Using the model it is possible to evaluate the importance of different factors for design of the shock absorber. In the meantime, the key-model machine is designed for coupling dynamic test. Comparisons with experimental results confirm the validity of the model. So the CAD/CAE software has been developed in MATLAB for design and experimental test of the new coupling shock absorber.     

轿车后滑柱总成随机谱疲劳试验

根据轿车在道路上采集的目标载荷谱,对其进行编辑处理,得到试验的期望载荷谱,把后滑柱总成安装在试验台上,在试验室内模拟后滑柱总成在道路上垂向运动情况,再现后滑柱总成道路载荷,考核后滑柱总成的疲劳寿命,探究后滑柱总成台架试验和整车道路试验的相关性,达到快速验证后滑柱总成的疲劳寿命,加快产品开发步伐,提升和改进产品质量的目的。     

空间光学载荷探测器组件抗冲击隔振设计

针对广角极光成像仪整机Z向冲击试验后探测器损坏的问题,提出在镜头组件与头部框架间设置隔振器的解决方法。首先,确定隔振方案为被动局部隔振;然后,从材料、刚度和安装方式等方面完成金属橡胶隔振器的设计。接着,运用有限元方法对结构进行模态分析和冲击载荷响应仿真分析。最后,对广角极光成像仪整机产品进行了力学实验,实验结果与仿真分析结果一致。实验结果显示:安装隔振器后,探测器位置测点的正弦振动加速度响应最大降低了26.2%,随机振动加速度响应最大降低了72%,冲击加速度响应最大降低了48%,说明该隔振器具有显著的减振效果。在实验完成后对产品进行检测,发现产品并无异常,说明结构设计满足要求。     

液压减振器橡胶气带性能测试与分析

发泡橡胶具有较好的耐热老化性、耐油性和耐压缩永久变形性能,在液压减振器储油腔中采用发泡橡胶气带替代气腔,是解决减振器气穴现象和油液乳化现象的有效方法。发泡橡胶特性对减振器阻尼作用有很大的影响,通过发泡橡胶在液压油内压缩实验,用回归分析方法得到其压力-体积变化规律,进一步利用 AMESim软件完成对采用橡胶气带减振器的仿真分析。减振器测试结果表明,发泡橡胶的压力-体积变化规律较好的反映了气带在减振器中的工作情况,对液压减振器用发泡橡胶气带的设计有一定的指导意义。     

磁流变液-泡沫金属减振器阻尼特性理论分析

为解决常规减振器控制力小减振效果不理想的问题,设计了一种基于磁流变液—泡沫金属两相结构的新型减振器,在减振器工作原理的基础上推导出了其阻尼力模型。利用MATLAB软件中的Simulink模块建立了该阻尼力的仿真框图,并进行了实例仿真分析,理论分析及仿真结果表明:外界激励、泡沫金属的等效孔数和孔径对阻尼力影响较大,而等效孔长度对阻尼力几乎无影响,这为磁流变液—泡沫金属减振器的设计提供了有益的参考。     

磁流变液阻尼器振动控制测试系统的设计

设计了用于测试磁流变液阻尼器减振效果的半主动控制系统,利用压电式加速度传感器、数据采集卡和伺服电动机,通过数字PID的控制方式控制电动机转速和磁流变液阻尼器的活塞运动频率;利用VC++6.0软件设计了数据采集和控制程序,并对某结构进行了振动控制的实验研究,实验结果表明:设计的振动控制测试系统能使结构的振幅减小明显,减振效果良好。