您的位置:网站首页 > Solidworks

SolidWorks 2008年度征文:大型三向力限FMD振动夹具设计

时间:2010-06-02 08:00:00 来源:

    3.4 结论
   
    从上述分析中我们可以看出,正交分布和斜交分布无论在频率上还是受力情况上都能满足试验的要求及传感器的指标,虽然两种分布的受力情况完全不同,但两者之间没有明显的优劣,因此对于力限FMD振动夹具的设计可任选一种分布方式,本次设计最后选择了正交分布。而传感器的连接螺钉在轴向力、横向力以及扭矩的校核中都能满足安全要求,但扭转剪切应力略显余量不足,这可以通过选择更高级别的螺钉(如10.9级)来解决。综上所述,此FMD夹具的设计及传感器选型符合力限试验的要求。
   
    4 问题讨论
   
    从设计到分析,可以看出大型FMD夹具设计的要点为选材、传感器数量、传感器选型、结构、螺钉配置以及加工。其中选材、传感器数量以及结构决定了整个夹具的刚度,前两者文献[4]进行了详尽的分析,并给出了重要结论,结构方面应尽量考虑安装方便,在保证必要刚度的同时尽量减轻重量、降低高度。关于传感器选型和螺钉配置决不能想当然粗略计算了事,其实际的受力情况远比想象中的复杂,必须进行详细计算后再作出选择,这样才可保证万无一失。在夹具的加工上,为了保证测量精度,各个力传感器在安装后对于上下平面的平面度要求极高,而大型FMD的上下夹具与传感器安装面的面积较大,在加工时很难做到极高的平面度,这可以通过在上下夹具安装面上设计凸台来减小其面积降低加工难度。总之大型FMD夹具在设计中必须考虑周全,计算充分才能保证性能,确保加工后一次成功。
   
    5 总结
   
    本文通过对某大型卫星三向力限FMD振动夹具的设计和分析,揭示了其频率特征和详细的水平向受力情况。目前国内已有多个科研院所开展了力限振动试验的研究,但大多都停留在垂直向做单向试验,传感器也仅用到单向力传感器,随着理论水平及传感器技术的不断进步,自"十一五"规划开始出现了三项力限振动试验的研究课题。本文的论述仅为一种设计计算方法,力图消除认识误区,为将来越来越多的三向FMD夹具设计打下基础。本次的设计计算还存在如摆动的倾覆力矩中心如何准确测量,从而得到真实倾覆力矩;传感器受力如超过指标应如何配置传感器;传感器模型应如何模拟才能精确的反应其各向刚度等问题,这些问题都有待进一步研究解决。

    [参考文献]
    [1] Force limited vibration testing. NASA Technical Handbook 7004,2000-6
    [2] Force limited vibration testing monograph. NASA Reference Publication RP-1403,1997-5
    [3] 岳志勇,张俊刚,冯咬齐,等. 力限控制方法试验验证技术研究. 航天器环境工程,2006,24(4):244-247
    [4] 岳志勇,张俊刚,冯咬齐,等. 力限试验夹具及FMD技术研究. 航天器环境工程,2007,23(4):227-231
    [5] J.C.Salvignol,O.Brunner. A New Force Measurement Device for Spacecraft Testing. ESA bulletin 105,2001-2