3.4 結論
從上述分析中我們可以看出,正交分布和斜交分布無論在頻率上還是受力情況上都能滿足試驗的要求及傳感器的指標,雖然兩種分布的受力情況完全不同,但兩者之間沒有明顯的優劣,因此對于力限FMD振動夾具的設計可任選一種分布方式,本次設計最后選擇了正交分布。而傳感器的連接螺釘在軸向力、橫向力以及扭矩的校核中都能滿足安全要求,但扭轉剪切應力略顯余量不足,這可以通過選擇更高級別的螺釘(如10.9級)來解決。綜上所述,此FMD夾具的設計及傳感器選型符合力限試驗的要求。
4 問題討論
從設計到分析,可以看出大型FMD夾具設計的要點為選材、傳感器數量、傳感器選型、結構、螺釘配置以及加工。其中選材、傳感器數量以及結構決定了整個夾具的剛度,前兩者文獻[4]進行了詳盡的分析,并給出了重要結論,結構方面應盡量考慮安裝方便,在保證必要剛度的同時盡量減輕重量、降低高度。關于傳感器選型和螺釘配置決不能想當然粗略計算了事,其實際的受力情況遠比想象中的復雜,必須進行詳細計算后再作出選擇,這樣才可保證萬無一失。在夾具的加工上,為了保證測量精度,各個力傳感器在安裝后對于上下平面的平面度要求極高,而大型FMD的上下夾具與傳感器安裝面的面積較大,在加工時很難做到極高的平面度,這可以通過在上下夾具安裝面上設計凸臺來減小其面積降低加工難度。總之大型FMD夾具在設計中必須考慮周全,計算充分才能保證性能,確保加工后一次成功。
5 總結
本文通過對某大型衛星三向力限FMD振動夾具的設計和分析,揭示了其頻率特征和詳細的水平向受力情況。目前國內已有多個科研院所開展了力限振動試驗的研究,但大多都停留在垂直向做單向試驗,傳感器也僅用到單向力傳感器,隨著理論水平及傳感器技術的不斷進步,自"十一五"規劃開始出現了三項力限振動試驗的研究課題。本文的論述僅為一種設計計算方法,力圖消除認識誤區,為將來越來越多的三向FMD夾具設計打下基礎。本次的設計計算還存在如擺動的傾覆力矩中心如何準確測量,從而得到真實傾覆力矩;傳感器受力如超過指標應如何配置傳感器;傳感器模型應如何模擬才能精確的反應其各向剛度等問題,這些問題都有待進一步研究解決。
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