振动离心复合试验系统发展概述

以电动振动台和压电激振器与离心机复合发展为主线,系统总结了以离心机为主体的振动离心复合环境试验系统发展历程以及国内外发展现状,重点介绍了电动振动台与离心机复合的关键技术及难点。最后介绍了振动离心复合环境试验系统发展趋势及展望。     

400g-t复合环境试验离心机研制

目的研制一种容量达到400g-t的复合环境试验模拟离心机,能够实现离心-振动、离心-温度等复合环境模拟试验的开展。方法分解离心机的技术指标,进行总体部件设计、主驱动控制设计以及关键部件设计。系统配置静、动平衡检测装置,同时设计静态平衡调节装置。结果设计的静态平衡调节装置最大能调节6 t负载。系统预留多种复合模拟试验接口,可以实现离心-振动、离心-温度等复合环境模拟试验的开展。结论设计的400g-t综合环境试验离心机达到设计指标,满足工程应用与科学研究需求。     

“加速度环境试验技术”专题 序言

<正>加速度试验是装备环境试验的一个重要项目,在我国两弹一星的发展过程中,相关研究单位研制了离心试验机并开展了相关离心试验,比如卫星环境工程研究所的4 3型离心机,中国工程物理研究院总体工程研究所的1号离心机,都属于代表性试验装备,在我国卫星导弹研制定型过程中发挥了重要作用。加速度试验技术与相关设备随着需求的提升和相关基础技术的发展而不断发展提高。从试验需求来讲,各种复合试验技术,比如气动力-离心协调加载、温度     

振动离心复合环境下结构响应试验研究

目的研究振动离心试验系统复合功能下的振动台体、吊篮连接装置、离心机机臂端头及机臂中部的结构振动响应特性及传递规律。方法根据复合振动激振系统在不同工况下,测量离心机机臂、连接装置等部位的加速度响应,以振动台体为基准,计算被测部位相对于台体的振动加速度传递比。结果在振动离心复合功能运行时,振动响应沿台体、吊篮连接装置、机臂端头到机臂中部逐级衰减,机臂中部处振动响应最小,响应传递比呈衰减规律;振动复合试验中机臂沿径向传递比为2.3%、沿切向传递比为2.6%;在正弦拍波试验中,机臂沿垂向传递比为2.3%,沿切向传递比为3.1%,传递比随拍波频率增大而变化;地震波试验中机臂沿垂向传递比为9.4%,切向传递比为2.9%。结论通过试验分析得到振动离心复合下离心机结构连接装置、机臂等位置的振动响应和传递规律,结果可为大型复杂离心机结构设计及模型修改等提供数据支持。     

适应瞬态高温过载环境的加载装置设计及试验研究

目的地面模拟飞行器再入过程瞬态热-离心环境,预测部组件结构响应,开展典型试验件高过载环境瞬态高温加载装置设计技术及试验研究。方法通过优化石英灯结构强度和生产工艺,改进灯阵夹具和石英灯夹持方式,解决高过载离心环境(80g)石英灯强度和夹具夹持位置灯管易碎问题。结果利用自行研制的适用于高过载环境下瞬态加热装置,对典型试验件进行了高过载高温加载试验,实现了最高温度为600℃,最大加速度为80g的技术指标。结论该研究成果可用于相关飞行器及其部组件地面热-离心复合环境等效性试验考核。     

科学试验用离心机发展综述

分别阐述了国内例行试验离心机、土工离心机、载人离心机和精密离心机等四类科学试验用离心机的发展历史和现状;从研制单位角度出发,通过实例分别对世界各国科学试验用离心机的现状进行了详细的介绍;最后对科学试验用离心机的发展趋势作了剖析,提出了海工离心机、巨型土工离心机、高保真飞行模拟器、复合环境试验离心机和高精密离心机等五个发展方向。     

剪切模型箱在离心振动复合环境下的动力学响应分析

目的研究剪切模型箱在复合环境下的动力学响应规律。方法针对叠层式剪切模型箱的结构特点,建立考虑层间滑动的动力学模型。通过对离心机在工作状态下的动力学特性进行模拟,结合设计指标,对剪切模型箱进行离心振动复合环境下的响应分析。结果得到了剪切模型箱的激励力谱,以及模型箱在不同过载及振动环境状态下的固有特性。结论离心工作环境下,模型箱固有频率变低。离心载荷是影响模型箱强度设计的主要因素。     

典型航空装备用金属材料在不同酸性盐雾环境下的腐蚀效应及机理

目的对比分析硫酸盐雾试验和盐雾/SO2复合试验的环境效应及机理差异。方法针对硫酸盐雾试验和ASTM G85附录A4-X4中的盐雾/SO2复合试验两种酸性盐雾试验方法,选取3种金属试片(4130高强度合金钢镀铬、40CrNiSi合金钢镀镍、2A12铝合金导电氧化)和2种合金钢自锁螺母(30CrMnSiA镀镉钝化螺母、30CrMnSiA镀锌钝化螺母)作为试验对象,对其开展两种酸性盐雾试验条件下的腐蚀试验,采用扫描电子显微镜、能谱分析研究各试验件表面生成的腐蚀产物形貌及组分特征,对比分析两种试验条件下的环境效应及机理差异,并结合耦合多电极矩阵(CMAS)测试技术,对比分析两种酸性盐雾试验条件下的环境腐蚀性特点及严酷性差异,初步探讨了两种试验条件与外场舰载平台环境的相关性关系。结果盐雾/SO2复合试验条件下CMAS电极的腐蚀深度达到同周期硫酸盐雾试验下的10倍左右。盐雾/SO2复合试验下,试样表面腐蚀产物中均检测出S元素的存在。相比于硫酸盐雾试验,盐雾/SO2复合试验与外场舰载平台环境具有更好的一致性。结论美军现行的盐雾/SO2复合试验方法与外场舰载平台环境具有更好的相符性。     

离心机吊篮耳轴扭矩测试技术

在进行离心试验前,需要对离心机吊篮进行配平。对于大质量试验件,经常由于其质心位置尺寸不够准确,难以进行精确配平,当加速度载荷很大时,离心机吊篮耳轴会承受很大的不平衡扭矩。针对离心机吊篮转轴结构的特殊性,提出采用粘贴应变片、根据测点应变计算扭矩的测量方案,并进行了测量原理分析和试验验证。     

土工离心机多轴机器人系统设计综述

详细地介绍了土工离心机不停机状态下进行试验模拟的重要设备——离心机机器人系统。在总结国内外同类设备的基础上,重点针对近年来中国工程物理研究院总体工程所研制的土工离心机多轴机器人系统进行分析。对该类设备结构设计、电气控制系统设计的关键技术问题和难点进行了介绍。目前中国工程物理研究院总体工程研究所研制的土工离心机多轴机器人最大加载能力可以达到l扭矩±10 N·m,x,y,z方向加载力分别为±2 500,±2 500,±18 000 N,且具备循环加载能力。随着技术的发展,土工离心机机器人系统将在土工离心模型试验过程中发挥更加重要的作用。     

基于模糊PI控制的瞬态高温控制策略研究

目的通过地面环境试验研究气动热引起的瞬态高温环境对飞行器结构的影响。方法设计基于石英灯和离心机的瞬态高温-加速度复合试验系统,研究温度和加速度同步控制系统的结构和原理,分析无制冷装置环境下瞬态高温控制的难点,提出基于模糊PI控制器的温度控制策略。结果通过MATLAB仿真验证,设计的模糊PI控制器相比传统的PI控制器能够有效提高温度控制的动态性能与精确性。结论将基于模糊PI控制的瞬态加热控制策略应用于瞬态高温控制是可行、有效的,能为地面气动热模拟环境试验提供技术保障。     

综合预应力与陀螺效应的TLJ500土工离心机模态分析

目的 分析获得离心机运转时各综合效应对其模态频率的影响.方法 从理论上推导结构在无离心场时,仅考虑预应力刚化效应和仅考虑旋转软化效应与综合考虑各效应时结构固有频率之间的关系.建立TLJ500土工离心机静止状态及运转状态的有限元模型,并根据TLJ500静止状态的模态试验结果对有限元模型中主轴轴承部位的材料参数进行修正识别,获得可信度更高的模型.再将修正识别得到的主轴轴承参数代入离心机运转状态的有限元模型,开展离心机运转状态的模态分析,结合理论分析结果,计算得到综合考虑预应力刚化效应与旋转软化效应时离心机关心模态频率的结果.结果 运转状态TLJ500离心机关心模态频率计算结果与试验结果比较一致.结论 仿真结果验证了文中方法的可行性,为离心机临界转速设计提供了一种可信的数值模拟预测方法.     

某离心机模型辨识与仿真

目的辨识某离心机的加速度控制模型,并开展控制系统仿真和优化。方法实测某离心机运行时的转速、电压、电流等,对保载和加速状态的电流进行拟合,进而分析保载阻力、等效转动惯量等模型参数。建立离心机加速度控制系统Simulink仿真模型,进行仿真试验。结果基于辨识的模型参数进行仿真的结果与真实系统试验的结果很接近,为控制系统优化、各种试验能力和误差预估提供了可信的模型。结论采用的辨识方法可行,辨识的参数正确,离心机仿真模型运行快速正确,可供相关离心机辨识和仿真参考。     

一种基于离心机试验辨识惯导平台误差系数的方法

针对离心机试验中惯导平台误差系数辨识问题,提出了一种基于谐波分析辨识误差系数的方法。首先,根据惯性器件误差模型推导了离心机试验下陀螺和加速度计的输出方程,其输出由各阶谐波分量构成。然后通过傅里叶分析得到各项谐波的幅值。最后根据谐波幅值与各项误差系数之间的关系反解得到各项误差系数。仿真结果验证了方法的有效性。     

基于CFD的土工离心机风阻及流场特性分析

目的估计土工离心机的风阻功率。方法针对一稳态运行的中低速土工离心机,利用多参考坐标系(MRF)模拟转臂与墙壁之间的相对运动,对离心机稳态运行时机室内的空气流场进行CFD仿真,对计算流体力学仿真、解析公式方法和试验的风阻功率进行对比。结果三种方法得到的风阻功率较为接近,验证了数值仿真方法的正确性。同时,研究了机室内空气流速和压力的空间分布特征,验证了经典解析公式的假设合理性。结论 CFD仿真方法避免了传统解析方法对试验数据的依赖和参数选取主观性,能够得到较高精度的分析结果,该研究为基于计算流体力学的土工离心机的高置信度风阻计算打下了基础。     

离心脱水机的污泥脱水实验及应用分析

简要阐述了高效型离心脱水机的工作原理及其在上海两个污水处理厂进行的现场污泥脱水实验，结果表明，污泥脱水效果良好，从污泥性状与脱水性分析说明，污泥浓度低，有机物含量高，则脱水性差；有机物含量低，则脱水性好，应用分析表明，随着污泥性状逐年变化，离心脱水机将成为流脱水机。