支架式加速度过载模拟实验台结构毕业设计.doc

一 前 言 1.1 选题的意义 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，一般是要求没有质量问题，所以我们在生产使用前必须对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正常放心使用，并且保证其误差在允许范围内，因此，我们必须设计出相关仪器来测试出其参数。导弹在机动过载情况下其壳体的受力比较复杂，它会受到很多方面的影响：导弹在机动过载情况下其壳体的受力比较复杂，假设导弹的主翼压心（F主）、质心（F质）及尾翼压心（F尾）的分布是按图1-1所示。如果控制导弹的俯仰、偏航是由F尾（F尾可能是尾翼、燃气舵或柔性喷管等产生的侧向力）来实现的，导弹在有大的离轴角度变向（如抬头）时其飞行轨迹如图1-1。 图1-1 导弹机动过载下的受力简图 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 一般机动性能好的导弹过载高达几十个g，在这种情况下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）。很显然这么大的变形势必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 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，特别是在发动机的后部形成折射使该处能量相对聚集，加速了此处绝热层的冲刷和烧蚀，增加了发动机烧穿的可能性。 法向加速度造成发动机燃烧室内的燃烧产物（特别是凝聚相组份）会沿着法向方向有相对运动。也就是说此刻的内流场中燃烧产物分布的密度有很大差别，发动机燃烧室内法向方向一侧凝聚相产物的密度要大大高于另一侧，这种现象又加速了这侧的烧蚀。 法向加速度对导弹的影响结果如图1-2所示。 图1-2 法向加速度对导弹的影响示意图 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飞行器进行性能的检测，不至于导弹在机动飞行中失效。 1.2 国内外发展状况 1 国内： 从目前我们在这方面的发展来看：总体上是逐步地向前发展的。从解放之初到现在，导弹的发射技术在这方面我们从一穷二白的基础上到现在的100多颗各式各样的卫星的升空无不体现出我门在这方面的成就，就如同我们的经济一样，一直持续稳步地前进，我国也逐渐成为卫星的发射大国，还有载人飞“太空之旅”的成功，从此，我们应可以知道，我们在模拟控制方面取得了不少的成就。但是我们同样看到发展是困难重重的。目前，面临世界各国的在这方面的大量投入，我国也必须在这方面努力，我国一直在加大这方面的投入，特别是在近两年表现的尤为突出。可以说目前的现状是：虽然取得了不少的成绩，但发展步伐不是很快，我们必须加快加大步伐向前走。 2 国外： 相对而言，国外在这方面，不管是发展历史、还是成绩都叫我国要长大。在上个世纪的四五十年代，诸如美国、苏联等军事强国在这方面就已经取得了巨大的成就，他们的卫星比我国发射得更远，载人飞船早就已经登上了月球。经过近50年的发展，可以说更始上了一个台阶。所以我们要看到他们的长处，利用尽可能利用的资源来发展这方面。 世界上到目前为止只有少数国家完全掌握固体发动机研制、生产、实验中的全部技术，中国在世界排名大概5-6位， 和美国，俄罗斯等国家都很大的差距。这些国家在这方面的技术非常的先进，不过从目前掌握的情况来分析，尚无立式固体发动机的过载模拟实验台 1.3 论文的主要内容 1.了解该课题的特点以及发展状况； 了解加速度过载实验台的结构特点、传动原理，为设计出好的方案奠定基石；了解国内外的发展情况，参考有价值的经验和产品，以求设计出功能更健全，结构更简便的实验台。 2.传动系统方案的设计、比较与确定； 拟定几个系统方案，充分理解各个方案的优缺点，对比这些优缺点，选出更符合实际，能充分满足要求的的方案，为具体的零部件设计确定方向。 3.各零件设计、选择、计算以及图纸的初步绘制； 按选定好的方案，具体设计各个零部件的尺寸，材料的选用，制造方法等，并初步绘制出装配图。 4.了解电动机、的轴承等的市场价格以及各零件的市场加工成本； 了解设计中需要的成品件的价格，比如电动机，轴承，键，螺栓等，同时也要了