碩士中期答辯PPT

1、北京航空航天大學北京航空航天大學 宇航學院宇航學院中期檢查報告中期檢查報告真空羽流試驗模型幾何測量與誤差校準真空羽流試驗模型幾何測量與誤差校準學號：學號：ZY1115113ZY1115113學學 生：生： 侯曉林侯曉林 導導 師：師： 張建華張建華 班班 級：級： ZY11151 ZY11151 北京航空航天大學北京航空航天大學 宇航學院宇航學院目錄目錄1. 本課題研究意義2. 本文的總體研究目標和主要研究內容3. 本課題研究計劃進度表4. 擬采取的研究路線5. 已完成工作介紹6. 學分完成及論文發(fā)表情況7. 下一步計劃和工作北京航空航天大學北京航空航天大學 宇航學院宇航學院本課題研究意義本課

2、題研究意義獲取發(fā)動機真空羽流及其效應的有效數(shù)據(jù)是開展地面模擬羽流試驗的目的，而得到高精度的試驗數(shù)據(jù)，首先需要保證發(fā)動機與試驗模型之間的幾何位置與設計位置保持一致。然而，由于真空羽流試驗中發(fā)動機與試驗件常為不規(guī)則形狀，安裝緊湊而又難以精確測量，試驗對其空間幾何的精度要求又高，試驗過程中幾何位置又無法調整，所以對發(fā)動機和試驗件及其之間的相對幾何位置加以精確測量并校準尤為重要。北京航空航天大學北京航空航天大學 宇航學院宇航學院 本文的總體研究目標和主要研究內容本文的總體研究目標和主要研究內容1. 分析人員進出艙對測量的影響。2. 對試驗臺架進行誤差分析，給出測量的誤差校正模型。3. 搭建發(fā)動機試驗件

3、對中測量系統(tǒng)。4. 針對測量系統(tǒng)開展小實驗，并與仿真結果進行對比，標定測量系統(tǒng)誤差。5. 制定規(guī)范的試驗前對中測量時序，標準化、規(guī)范化。 本研究，旨在通過誤差分析和誤差校準模型的構建，補償原理性誤差；通過搭建對中測量系統(tǒng)，來達到縮短試驗準備時間，提高試驗效率，減小實驗成本，獲取更加準確實驗數(shù)據(jù)的目的。北京航空航天大學北京航空航天大學 宇航學院宇航學院 本課題研究計劃進度表本課題研究計劃進度表時間節(jié)點時間節(jié)點主要任務主要任務成果及考核指標成果及考核指標2012.062012.10資料收集，了解發(fā)動機對中測量的國內外發(fā)展情況，確定研究方向大型羽流試驗艙設計及有限元分析已被北航第九屆研究生學術論壇錄

4、用2012.112012.12總結歸納資料，深入了解幾何測量和誤差校準的國內外發(fā)展現(xiàn)狀撰寫出文獻綜述和開題報告2013.12013.4閱讀文獻，參與實驗室試驗工作，總結歸納試驗過程中的實際問題真空羽流效應試驗中火箭發(fā)動機試驗件的幾何測量誤差校準分析研究分別已投向“三網(wǎng)會議”和本屆研究生學術論壇，處于審稿階段2013.5學習ANSYS軟件，對試驗模型進行結構變形分析得出人為因素對試驗臺架系統(tǒng)影響可以忽略的結果北京航空航天大學北京航空航天大學 宇航學院宇航學院 本課題研究計劃進度表本課題研究計劃進度表時間節(jié)點時間節(jié)點主要任務主要任務成果及考核指標成果及考核指標2013.6閱讀文獻，搜集資料，調研設

5、備器材碩士學位論文中期答辯2013.72013.9實驗室設備購置、安裝及調試，試驗工裝設計、加工及裝配調試構建試驗臺架測量系統(tǒng)，期待發(fā)明專利2013.102013.11完成某型號發(fā)動機數(shù)值羽流仿真，開展驗證測量系統(tǒng)小實驗相應的發(fā)動機試驗件幾何測量系統(tǒng)誤差分析方面的文章1篇2013.12閱讀文獻，課題結題碩士學位論文畢業(yè)答辯北京航空航天大學北京航空航天大學 宇航學院宇航學院擬采取路線擬采取路線北京航空航天大學北京航空航天大學 宇航學院宇航學院已完成工作已完成工作5.1艙內羽流試驗臺架位移誤差分析北京航空航天大學北京航空航天大學 宇航學院宇航學院 羽流試驗臺架模型簡化羽流試驗臺架模型簡化北京航空航

6、天大學北京航空航天大學 宇航學院宇航學院羽流試驗臺架簡化模型的結構變形分析羽流試驗臺架簡化模型的結構變形分析雙邊施加重力載荷結構變形云圖雙邊施加重力載荷結構變形云圖北京航空航天大學北京航空航天大學 宇航學院宇航學院羽流試驗臺架簡化模型的結構變形分析羽流試驗臺架簡化模型的結構變形分析單邊施加重力載荷結構變形云圖單邊施加重力載荷結構變形云圖北京航空航天大學北京航空航天大學 宇航學院宇航學院羽流試驗臺架簡化模型的結構變形分析羽流試驗臺架簡化模型的結構變形分析分析結果如下表：施加載荷XYZ合位移變形雙邊施加0.556e-3mm0.215e-4mm0.656e-3mm0.566e-3mm單邊施加0.56

7、2e-3mm0.185e-3mm0.131e-2mm0.114e-2mm通過以上云圖和圖表數(shù)據(jù)比較可知： 進艙工作人員因雙側站立導致試驗臺架的結構變形比單側站立小得多； 艙內因人體重力因素導致的變形，在豎直方向上更為明顯； 人體重力因素對試驗臺架的變形最大也不過0.114e-2mm，在試驗精度不高于0.1mm的情況下，可以忽略人體重力因素對試驗的影響；北京航空航天大學北京航空航天大學 宇航學院宇航學院5.2發(fā)動機模型對中原理研究發(fā)動機模型對中原理研究 發(fā)動機試驗件對中就是對發(fā)動機試驗件和羽流參數(shù)測量裝置的相對幾何位置加以精確測量并校準的過程。試驗時發(fā)動機試驗件安裝在光學平臺上，羽流參數(shù)測量裝置

8、安裝在三維移動機構上，試驗過程中光學平臺固定不動，三維移動機構隨工況移動，通過三維移動機構的移動，確定羽流參數(shù)測量裝置與發(fā)動機模型的相對位姿?？紤]到發(fā)動機試驗件相對羽流參數(shù)測量裝置的位姿安裝誤差和不同工況下羽流參數(shù)測量裝置移動前后的位姿誤差，微小的位姿誤差會帶來大的羽流參數(shù)測量誤差，誤差計算和補償是必不可少的。 需要確定的幾個測量條件：三維移動機構Z軸豎直放置；三位移動機構三個軸兩兩垂直，并固定牢靠；光學平臺水平。這樣可以將測量模型簡化，方便分析計算。北京航空航天大學北京航空航天大學 宇航學院宇航學院發(fā)動機位姿校正模型發(fā)動機位姿校正模型 發(fā)動機安裝后，首先需要校正發(fā)動機模型的位姿，通過調整發(fā)動

9、機試驗件的俯仰與偏航，保證發(fā)動機試驗件軸線與三維移動機構y軸平行，這樣，羽流測量裝置沿y軸方向移動過程中，數(shù)據(jù)點不會漂移，能夠準確實現(xiàn)各個工況物理量的測量。北京航空航天大學北京航空航天大學 宇航學院宇航學院發(fā)動機位姿校正模型發(fā)動機位姿校正模型122122x122|arctan|arctan|tanarcssFOssFOssOFyyx北京航空航天大學北京航空航天大學 宇航學院宇航學院羽流參數(shù)測量裝置相對三維羽流參數(shù)測量裝置相對三維T軸中心偏距和軸中心偏距和y向距離向距離的校正模型的校正模型解方程組得：21211y121211y1tantancos1cos1tantancos1cos1tantan

10、cos1cos1cos1cos1tantaniiiiiiiiixiiiiiiiiiixisalsadtancos1cos1tanyyixiixisalsad當i0，i+1時北京航空航天大學北京航空航天大學 宇航學院宇航學院不同工況間位移誤差補償校正模型不同工況間位移誤差補償校正模型北京航空航天大學北京航空航天大學 宇航學院宇航學院不同工況間位移誤差補償校正模型不同工況間位移誤差補償校正模型 dldldylldldxOOOOarctansinarctancos2222 ldldldyldldldxiiOOiiiiOOiiarctansinarctansinarctancosarctancos12

11、21,1221, cos1sinsincos1dlydlxBBBB iiiiBBiiiiiiBBiidlydlxcoscossinsinsinsincoscos111,111,北京航空航天大學北京航空航天大學 宇航學院宇航學院學分完成及論文發(fā)表情況學分完成及論文發(fā)表情況學分完成情況學分完成情況論文發(fā)表情況論文發(fā)表情況 侯曉林侯曉林,張建華,王文龍,蔡國飆，大型羽流試驗艙設計及有限元分析J. 北京航空航天大學第九屆研究生學術論壇, 2012: 第201-213頁.（已發(fā)表） 侯曉林侯曉林，張建華，凌桂龍，賀碧蛟，蔡國飆，真空羽流效應試驗中火箭發(fā)動機模型的幾何測量誤差校準分析研究C.中國宇航學會固體火箭推進專業(yè)委員會第三十屆學術年會暨中國航天第三專業(yè)信息網(wǎng)第三十四屆信息交流會/北京航空航天大學第十屆研