旋架式加速度过载模拟实验台结构设计与分析开题报告
毕业设计（论文）开题报告
题目旋架式加速度过载模拟实验台结构设计与分析
填 表 日 期 2011 年 3 月 1 日
一、选题依据及意义
1.1离心加速度对火工品飞行器的关系描述
现代军事、国防领域对火工品飞行器的机动性能要求很高。火工品的机动性能好，对其整体强度要求就越高，承受机动过载的能力越强。
导弹等飞行器特别是对对空发射等高质量、高精度的武器，它们有很高的要求：要有很好的机动性能，导弹的机动性能越好，要求它的整体结构强度就越高，承受机动过载的能力越强，发动机的结构性能就要求越高，像这种高科技武器，一般是要求不能有任何质量问题，所以我们在生产使用前必须对导弹的一些参数进行实验性测试，这样才能保证它在高空过载情况下放心正常使用，并且保证其误差在允许范围内，因此，我们必须设计出一套相关仪器来测试出其相关参数。
离心加速度实验装置就是在地面上测试过载情况下火工品飞行器（如导弹等）某些性能的一种专用设备。
1.1.1 导弹在机动过载情况下产生的法向加速度对发动机的影响为：
1） 法向加速度对导弹机械结构的影响 [来源：http://www.doc163.com]
导弹过载时，弹体的弯曲变形非常明显，弯曲幅度在几十毫米甚至上百毫米（与导弹长度有关）。这就会影响发动机结构强度，甚至弹体可能会被折断；同时大变形也可能引起绝热层的脱粘等，增加了发动机着火、烧穿等的可能性。
2 ） 法向加速度对导弹发动机内流场的影响 图1-1 导弹机动过载下的受力简图
法向加速度造成弹体的变形改变了发动机
内部空间，内流场有很大变化，增加了发动机烧蚀和烧穿的可能性。
实践证明如果导弹发动机只做地面普通热试车试验，不研究在法向加速度作用下的性能，可能会因此而导致导弹在机动飞行中失效。为保证导弹的产品的质量和可靠性，必须设计和制作一套地面过载热试车系统，对导弹在法向加速度作用下的性能进行评价，用于指导产品设计与质量控制。
所以，综上所述，设计的机器不仅要能满足地面的普通的热试车试验，而且还要能在法向加速度作用下对火工品进行过载性能的检测，不至于导弹在机动过载飞行中失效。
二、国内外研究概况及发张趋势（含文献综述）
导弹的气动设计布局是这样的：在导弹的红外导引头之后，紧接着有两组十字型翼面。前面一组为固定的鸭式翼，后面一组用于俯仰和偏航控制。在俯仰和偏航控制翼面之后有一对副翼，与自由滚转的尾部一起实现滚转稳定。在弹体的后段还有4片翼板与十字型尾翼连接在一起，以在导弹进行大过载机动时对弹体后段起加强作用。因为在攻击末段，固体发动机已快燃烧完，弹体后段实际上是一个空壳，如果没有这些翼板，在导弹进行大过载机动时，弹体可能由于应力作用而解体。据认为，巨蟒4导弹可承受的最大加速度过载高达70g，而美国的AIM9M却只有35g。
[资料来源：http://www.doc163.com]
到目前为止，在加速度对发动机性能的影响方面，人们主要进行了火箭自旋引起的横向加速度对推进剂药柱产生的加速度效应研究，即燃速增加导致发动机内弹道性能发生畸变，影响了发动机的正常工作，这方面，国内学者进行了大量的试验研究和理论分析工作，并取得了重大的进展。然而实践证明，自旋产生的横向加速度与导弹机动飞行的横向加速度对发动机工作产生的影响是有较大差别的，后者对发动机的影响更为突出，而且长期被人们忽视，国内外至今缺乏对其的研究资料，因此十分必要开展横向加速度对发动机性能的影响研究，获得实验数据，指导工程型号设计。横向加速度对飞行发动机绝热层烧蚀影响的实验研究【10】表明，横向加速度对绝热层烧蚀影响主要原因是由于横向加速度导致燃烧室内流场发生改变，离心力方向侧壁绝热层形成“烧蚀坑”，并且绝热层的烧蚀率随横向加速度的增加有加倍增长的趋势。
固体火箭发动机高速旋转试验台【12】，从方案设计、动力源选择、结构设计及传感器选择等方面研究了高速旋转试验台涉及的几个主要问题。从实际使用情况看，图示固体火箭发动机高速旋转试验台能够满足推力和压力—时间曲线同时测量的要求，同时震动噪声也较低，试验台运转、使用和维护性能较好。
国内外的实践证明如果导弹发动机只做地面普通热试车试验，不研究在法向加速度作用下的性能，可能会因此面导致导弹在机动飞行中失效。为保证导弹的产品的质量和可靠性，必须设计和制作一套热试车系统，对导弹在法向加速度作用下的性能进行评价，用于指导产品设计与质量控制。
三、研究内容及实验方案
设计一个测量离心加速度的立式转台，要求：
待测件重量35千克
直径120-150mm
长度1000-2000mm
最大离心加速度70g
首先是了解该课题的特点以及发展状况,对所选课题有个初步的了解,为总体方案的提出打下基础.第二步是传动系统方案的设计、比较与确定,通过对传动方案的选择,从而完成整体设计.画出装配图,装配图画好后,从装配图中设计计算选择各零件以及完成对零件图的初步绘制, 用三维软件Solidworks建立实体模型。给模型添加运动学参数、质量特性参数、力学特性参数等外部环境，基于SolidWorks SimulationXpress完成实验虚拟平台下的运动测试。之后是对工件的夹紧方案的设计、比较与确定,完成设计后,是要与生产部门讨论加工问题,看设计的方案是否符合加工方案,不合适的地方再加以再进.最后使之能满足生产实际的需要。
四、目标、主要特色及工作进度 [资料来源：Doc163.com]
目标：
设计出离心加速度过载模拟实验装置，用三维软件Solidworks建立实体模型。给模型添加运动学参数、质量特性参数、力学特性参数等外部环境，基于SolidWorks SimulationXpress完成实验虚拟平台下的运动测试。
主要特色：
性能稳定，结构简单，拆装方便，较好的制造工艺，能够承受较大的轴向载荷。
工作进度：
1.开题报告 第1周～第2周
2.总体方案设计 第3周～第5周
3.零部件的结构设计 第6周～第8周
4.计算与强度校核 第9周～第11周
5.外文资料翻译（不少于6000实词） 第12周～第13周
6.毕业论文整理及答辩准备 第14周～第15周
五、参考文献
[1]. 孙桓等主编.机械原理.高等教育出版社，2001
[2]. 濮良贵等主编.机械设计.高等教育出版社，2001
[3]. 成大先主编.机械设计手册.化学工业出版社，1997
[4]. 曹维庆等主编.机构设计.机械工业出版社，2000
[5]. 刘国良主编.SolidWorks2007完全学习宝典.电子工业出版社,2007 [资料来源：http://doc163.com]
[6]. 吴宗泽主编.机械设计实用手册. 化学工业出版社，1991
[7]. 王昆等主编机械设计,机械设计基础课程设计,1995
[8]. 机械工程手册编辑委员会编.机械工程师手册.机械工业出版社，1992
[9]. 王先逵主编.机械制造工艺学.清华大学出版社，1999
[10]. 李越森，叶定友，利凤翔. 横向加速度对飞行发动机绝热层烧蚀影响的实验研究.航空动力学报.200419（2）：279-282
[11]. 相瑜才等主编.工程材料及机械制造基础.机械工业出版社，1997
[12]. 刘鸿文主编.材料力学.高等教育出版社，1999
[13]. 王彬，武晓松，余陵，王栋.固体火箭发动机高速旋转试验台设计.南京理工大学学报.2005,29(5):536-539
[14]. 国家教委高等教育司编.高等学校毕业设计（论文）指导手册（机械卷）.高等教育出版社，2002
[15].Shigley J E, Uicher J J. Theory of machines and mechanisms. New York:McGraW-Hill Book Company,1980
[16]. Bezdek , J.C., Pattern recognition with fuzzy objective function algorithms, New York, Plenum Press, 1981.
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