空气气体对非回转体转动惯量测量的影响..doc

空气气体对非回转体转动冠梁的影响 目录 第1章 绪论 1 1.1课题背景 1 1.2空气阻尼对测量的影响 2 1.3转动惯量测量技术研究现状 2 1.4主要研究内容 3 第2章 转动惯量测量原理 5 2.1扭摆法转动惯量测量原理 5 2.2转动惯量测量台（扭摆台） 7 2.2自由衰减法求阻尼比 8 2.3扭摆角的测量 10 2.4转动惯量计算相关理论 11 2.5本章小结 13 第3章 实验方案设计 14 3.1实验方法 14 3.2实验器材 14 3.3实验过程 19 3.4本章小结 21 第4章 数据处理 22 4.1测量系统的标定 22 4.2Ⅰ型阻尼板测量实验 23 4.2.1 L=300mm测量实验 24 4.2.2 L=1200mm测量实验 26 4.3Ⅱ型阻尼板测量实验 28 4.3.1 L=600mm测量实验 29 4.3.2 L=1200mm测量实验 31 4.4实验结果分析 33 4.5本章小结 34 第5章 系统测量不确定度分析 35 5.1转动惯量测量的误差源分析 35 5.2转动惯量测量不确定度评定 35 5.2.1扭摆周期测量不确定度 36 5.2.2测量台扭杆刚度系数标定 36 5.2.3扭摆角测量不确定度 37 5.2.4阻尼板安装平移和倾斜 38 5.3合成标准不确定度 39 5.3本章小结 40 结论 41 参考文献 42 千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行绪论 1.1课题背景 转动惯量是研究和控制飞行体轨道及姿态所需的重要物理量，是各类弹丸、火箭弹、导弹、核弹头、鱼雷等武器，运载火箭、卫星、载人飞船等航天器及搭载设备所需的测量项目。其测量技术主要涉及兵器和航天部门，在航空、船舶和核工业等方面也有应用，是一项具有基础性、共性的技术。 随着现代科学技术的迅猛发展和作战的实际需要，质量参数、质心位置和关于质心的3个正交轴的转动惯量是设计单位关心的重要测量参数，也是回转体动力学模型所必需的参数，对其动态特性分析及其设计都有重要意义。因此，对于飞行体的产品，必须对其质量、质心、转动惯量等物理参数进行精确的测试，其测量准确与否具有重要的实际意义。 1.2空气阻尼对测量的影响 常规的转动惯量测量，一般是对回转体进行测量，大多采用扭摆法进行测量。即把被测物体放在扭摆台上，通过测量扭摆状态来计算其转动惯量。对于回转体来说，空气所产生的阻尼力矩很小，可以忽略不计。但对于这类大尺寸异形体，空气阻尼的作用将会影响到测量结果，使实际扭摆振动周期变大，从而造成转动惯量的测量结果出现偏差。因此，对于新型弹头的转动惯量测量，有必要研究空气阻尼对测量的影响规律。 1.3转动惯量测量技术研究现状 物体转动惯量的获得方法主要分为计算法和测量法两种。计算法从转动惯量定义出发，直接计算，成本较低，适用范围有限，工程上常用计算法计算密度均匀、形状规则的物体的转动惯量。 根据测量时被测对象状态的不同，转动惯量测量方法一般有两种：在线测量和离线测量。在线测量是指在被测系统或物体处于工作状态下进行测量。离线测量主要用于静态测量物体的转动惯量，测量精度高，离线测量方法很多，主要有复摆等效法、落体法、扭杆扭矩法（也称扭摆法）、线摆法，线摆法包括单线摆、双线摆和三线摆。对于航天器及其部件的转动惯量测量而言，扭摆法是国内外的首选。各种测量方法的适用范围和测量精度见表1-1所示。 表1-1 转动惯量测量方法和测量精度比较 测量方法 瞬时转速法 复摆法 落体法 线摆法 扭摆法 适用范围 有源系统 中小构件 中小构件 各种构件 各种构件 相对误差 3%~2% 5% 6%~3% 1%~0.5% 1%~0.1% 国外转动惯量测量方面的历史比较长，以美国的空间电子公司(Space Electronics Inc.)和德国的申克公司为主要代表。它们生产各种类型的高精度转动惯量测量设备。GSFC (Goddard Space Flight Center戈达德航天中心[美]NASA)，能够对各类飞行器或者导弹等进行质量特性和环境参数测量，最大测量质量可达4500kg，转动惯量测量相对精度可达到1%，惯量积测量精度为5%。美国空间电子有限公司(Space Electronics Inc.)是专门生产质量特性测量设备的公司，他们生产的转动惯量测量仪器质心测量精度为0.0254mm，转动惯量测量精度为0.1%。但关于空气阻尼对转动惯量测量影响方面的研究不多。 国内在这方面的研究也很多，但主要是中型尺寸以下的测量，对大型的测量，仍是个空白。 1.4主要研究内容 1、 以描述扭摆台运动的二阶线性微分方程为理论基础，