隔振系统结构设计论文提纲

论文题目：某型光电吊舱的隔振研究

摘要：机载光电吊舱作为实现侦察、监测、校射和打击效能的主要载体,是现代战争中用于空中作战的核心设备,相关技术研究受到重视。影响光电吊舱上所搭载的光学成像系统精度和质量的主要因素包括内部振动和外部振动,本文通过精密的机械设计、加工以及装配技术使光电吊舱内部振动量级减到很小,设计隔振系统来隔离外部无人机给予的振动激励,采用理论分析结合仿真分析、实验验证等手段,设计隔振系统使之满足隔振需求。通过分析光电吊舱的功能需求、工作原理、关键技术,对其进行结构设计,对与隔振器直接连接的方位底座结构进行了静力学和动力学分析,仿真结果表明该结构满足强度条件。然后针对项目中提出的光电吊舱隔振需求,设计隔振方案。结合实际工况,建立了光电吊舱隔振系统动力学模型,对其进行解耦分析后得到光电吊舱线振动对无人机激励振动的传递函数。为定量分析隔振系统的参数对其隔振性能的影响,建立了两自由度隔振系统的振动模型,得出隔振器的刚度、阻尼以及安装跨距偏差越大会导致光电吊舱的角振动对无人机线振动的传递函数幅值越大的结论。通过对隔振系统数学模型的分析,在隔振理论的指导下,设计了隔振系统的参数。在仿真软件Adams/Vibration模块对参数设计完成后的隔振系统进行了振动仿真分析,结果表明前文理论正确且隔振系统设计有效。由于选择的两种隔振器均具有非线性特性,仅仅根据参数要求选择的隔振器未必能在实际工况下使用,因此对两种隔振器进行静态实验和动态扫频振动实验,根据实验结果最终选择了金属橡胶隔振器作为本项目使用。然后设计了金属橡胶隔振器对称布置和具有跨距偏差两种布置方案,进行了两自由度隔振系统振动实验,实验结果验证了前文理论分析和仿真结果的正确性。结合项目中实际应用反馈,设计的隔振系统可以满足光电吊舱的隔振使用需求。本文对光电吊舱的隔振系统设计与实验研究工作使无人机的振动得到有效隔离,进而提高了光学成像系统质量和稳定精度,对提升空中侦察、作战能力具有重大意义。

关键词：光电吊舱;隔振系统;动力学模型;动态扫频实验

学科专业：机械工程（专业学位）

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题的来源及研究的目的和意义

1.1.1 课题的来源

1.1.2 研究的目的和意义

1.2 光电吊舱隔振系统的国内外研究现状

1.2.1 光电吊舱的国内外研究现状

1.2.2 被动隔振技术的国内外研究现状

1.2.3 隔振器的国内外研究现状

1.3 当前研究中存在的不足

1.4 本论文的研究内容

第2章 光电吊舱的总体设计与分析

2.1 引言

2.2 光电吊舱的功能要求与系统组成

2.2.1 光电吊舱的功能及指标要求

2.2.2 光电吊舱的关键技术分析

2.2.3 光电吊舱的系统组成与工作原理

2.3 光电吊舱的振动特性分析

2.3.1 光电吊舱的振动环境

2.3.2 光电吊舱的振动控制方法

2.4 光电吊舱系统的机械结构设计

2.4.1 光电吊舱的结构形式

2.4.2 光电吊舱的俯仰轴系设计

2.4.3 光电吊舱的方位轴系设计

2.5 方位底座的仿真分析

2.5.1 方位底座的静力学分析

2.5.2 方位底座的动力学分析

2.6 本章小结

第3章 光电吊舱的隔振系统设计

3.1 引言

3.2 光电吊舱的隔振方案

3.2.1 隔振系统的设计思路

3.2.2 隔振系统的设计需求

3.2.3 隔振系统的布置方案

3.3 光电吊舱隔振系统的模型建立

3.3.1 光电吊舱隔振系统的动力学模型

3.3.2 光电吊舱隔振系统的解耦分析

3.3.3 光电吊舱隔振系统的传递函数

3.4 隔振系统的振动耦合分析

3.4.1 两自由度隔振系统的振动模型

3.4.2 参数偏差对振动耦合的影响

3.5 隔振系统的参数设计

3.5.1 隔振理论

3.5.2 隔振系统的参数要求

3.6 本章小结

第4章 光电吊舱隔振系统的仿真分析

4.1 引言

4.2 光电吊舱隔振系统的仿真分析

4.2.1 隔振系统的模型建立

4.2.2 隔振系统的模态分析

4.2.3 隔振系统的频率响应分析

4.3 两自由度隔振系统的仿真分析

4.3.1 对称布置的隔振仿真分析

4.3.2 非对称布置的隔振仿真分析

4.4 本章小结

第5章 光电吊舱隔振系统的实验研究

5.1 引言

5.2 隔振系统隔振器的选择

5.3 隔振器的静态特性实验

5.3.1 静态特性实验基本原理

5.3.2 隔振器的静态特性实验研究

5.4 隔振器的动态扫频实验

5.4.1 动态扫频实验基本原理

5.4.2 钢丝绳隔振器的动态扫频实验研究

5.4.3 金属橡胶隔振器的动态扫频实验研究

5.4.4 隔振器的动态扫频实验结论

5.5 两自由度隔振系统的动态扫频实验

5.5.1 对称布置的隔振器动态扫频实验

5.5.2 非对称布置的隔振器动态扫频实验

5.6 本章小结

结论

参考文献

致谢