碩士中期答辯PPT

1、北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院宇航學(xué)院中期檢查報(bào)告中期檢查報(bào)告真空羽流試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛶缀螠y(cè)量與誤差校準(zhǔn)真空羽流試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛶缀螠y(cè)量與誤差校準(zhǔn)學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：ZY1115113ZY1115113學(xué)學(xué) 生：生： 侯曉林侯曉林 導(dǎo)導(dǎo) 師：師： 張建華張建華 班班 級(jí)：級(jí)： ZY11151 ZY11151 北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院宇航學(xué)院目錄目錄1. 本課題研究意義2. 本文的總體研究目標(biāo)和主要研究?jī)?nèi)容3. 本課題研究計(jì)劃進(jìn)度表4. 擬采取的研究路線(xiàn)5. 已完成工作介紹6. 學(xué)分完成及論文發(fā)表情況7. 下一步計(jì)劃和工作北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院宇航學(xué)院本課題研究意義本課

2、題研究意義獲取發(fā)動(dòng)機(jī)真空羽流及其效應(yīng)的有效數(shù)據(jù)是開(kāi)展地面模擬羽流試驗(yàn)的目的，而得到高精度的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，首先需要保證發(fā)動(dòng)機(jī)與試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭g的幾何位置與設(shè)計(jì)位置保持一致。然而，由于真空羽流試驗(yàn)中發(fā)動(dòng)機(jī)與試驗(yàn)件常為不規(guī)則形狀，安裝緊湊而又難以精確測(cè)量，試驗(yàn)對(duì)其空間幾何的精度要求又高，試驗(yàn)過(guò)程中幾何位置又無(wú)法調(diào)整，所以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和試驗(yàn)件及其之間的相對(duì)幾何位置加以精確測(cè)量并校準(zhǔn)尤為重要。北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院宇航學(xué)院 本文的總體研究目標(biāo)和主要研究?jī)?nèi)容本文的總體研究目標(biāo)和主要研究?jī)?nèi)容1. 分析人員進(jìn)出艙對(duì)測(cè)量的影響。2. 對(duì)試驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行誤差分析，給出測(cè)量的誤差校正模型。3. 搭建發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)件

3、對(duì)中測(cè)量系統(tǒng)。4. 針對(duì)測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)展小實(shí)驗(yàn)，并與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，標(biāo)定測(cè)量系統(tǒng)誤差。5. 制定規(guī)范的試驗(yàn)前對(duì)中測(cè)量時(shí)序，標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。 本研究，旨在通過(guò)誤差分析和誤差校準(zhǔn)模型的構(gòu)建，補(bǔ)償原理性誤差；通過(guò)搭建對(duì)中測(cè)量系統(tǒng)，來(lái)達(dá)到縮短試驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間，提高試驗(yàn)效率，減小實(shí)驗(yàn)成本，獲取更加準(zhǔn)確實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的目的。北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院宇航學(xué)院 本課題研究計(jì)劃進(jìn)度表本課題研究計(jì)劃進(jìn)度表時(shí)間節(jié)點(diǎn)時(shí)間節(jié)點(diǎn)主要任務(wù)主要任務(wù)成果及考核指標(biāo)成果及考核指標(biāo)2012.062012.10資料收集，了解發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)中測(cè)量的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況，確定研究方向大型羽流試驗(yàn)艙設(shè)計(jì)及有限元分析已被北航第九屆研究生學(xué)術(shù)論壇錄

4、用2012.112012.12總結(jié)歸納資料，深入了解幾何測(cè)量和誤差校準(zhǔn)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀撰寫(xiě)出文獻(xiàn)綜述和開(kāi)題報(bào)告2013.12013.4閱讀文獻(xiàn)，參與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)工作，總結(jié)歸納試驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題真空羽流效應(yīng)試驗(yàn)中火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)件的幾何測(cè)量誤差校準(zhǔn)分析研究分別已投向“三網(wǎng)會(huì)議”和本屆研究生學(xué)術(shù)論壇，處于審稿階段2013.5學(xué)習(xí)ANSYS軟件，對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行結(jié)構(gòu)變形分析得出人為因素對(duì)試驗(yàn)臺(tái)架系統(tǒng)影響可以忽略的結(jié)果北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院宇航學(xué)院 本課題研究計(jì)劃進(jìn)度表本課題研究計(jì)劃進(jìn)度表時(shí)間節(jié)點(diǎn)時(shí)間節(jié)點(diǎn)主要任務(wù)主要任務(wù)成果及考核指標(biāo)成果及考核指標(biāo)2013.6閱讀文獻(xiàn)，搜集資料，調(diào)研設(shè)

5、備器材碩士學(xué)位論文中期答辯2013.72013.9實(shí)驗(yàn)室設(shè)備購(gòu)置、安裝及調(diào)試，試驗(yàn)工裝設(shè)計(jì)、加工及裝配調(diào)試構(gòu)建試驗(yàn)臺(tái)架測(cè)量系統(tǒng)，期待發(fā)明專(zhuān)利2013.102013.11完成某型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)值羽流仿真，開(kāi)展驗(yàn)證測(cè)量系統(tǒng)小實(shí)驗(yàn)相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)件幾何測(cè)量系統(tǒng)誤差分析方面的文章1篇2013.12閱讀文獻(xiàn)，課題結(jié)題碩士學(xué)位論文畢業(yè)答辯北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院宇航學(xué)院擬采取路線(xiàn)擬采取路線(xiàn)北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院宇航學(xué)院已完成工作已完成工作5.1艙內(nèi)羽流試驗(yàn)臺(tái)架位移誤差分析北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院宇航學(xué)院 羽流試驗(yàn)臺(tái)架模型簡(jiǎn)化羽流試驗(yàn)臺(tái)架模型簡(jiǎn)化北京航空航

6、天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院宇航學(xué)院羽流試驗(yàn)臺(tái)架簡(jiǎn)化模型的結(jié)構(gòu)變形分析羽流試驗(yàn)臺(tái)架簡(jiǎn)化模型的結(jié)構(gòu)變形分析雙邊施加重力載荷結(jié)構(gòu)變形云圖雙邊施加重力載荷結(jié)構(gòu)變形云圖北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院宇航學(xué)院羽流試驗(yàn)臺(tái)架簡(jiǎn)化模型的結(jié)構(gòu)變形分析羽流試驗(yàn)臺(tái)架簡(jiǎn)化模型的結(jié)構(gòu)變形分析單邊施加重力載荷結(jié)構(gòu)變形云圖單邊施加重力載荷結(jié)構(gòu)變形云圖北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院宇航學(xué)院羽流試驗(yàn)臺(tái)架簡(jiǎn)化模型的結(jié)構(gòu)變形分析羽流試驗(yàn)臺(tái)架簡(jiǎn)化模型的結(jié)構(gòu)變形分析分析結(jié)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(guò)以上云圖和圖表數(shù)據(jù)比較可知： 進(jìn)艙工作人員因雙側(cè)站立導(dǎo)致試驗(yàn)臺(tái)架的結(jié)構(gòu)變形比單側(cè)站立小得多； 艙內(nèi)因人體重力因素導(dǎo)致的變形，在豎直方向上更為明顯； 人體重力因素對(duì)試驗(yàn)臺(tái)架的變形最大也不過(guò)0.114e-2mm，在試驗(yàn)精度不高于0.1mm的情況下，可以忽略人體重力因素對(duì)試驗(yàn)的影響；北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院宇航學(xué)院5.2發(fā)動(dòng)機(jī)模型對(duì)中原理研究發(fā)動(dòng)機(jī)模型對(duì)中原理研究 發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)件對(duì)中就是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)件和羽流參數(shù)測(cè)量裝置的相對(duì)幾何位置加以精確測(cè)量并校準(zhǔn)的過(guò)程。試驗(yàn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)件安裝在光學(xué)平臺(tái)上，羽流參數(shù)測(cè)量裝置

8、安裝在三維移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，試驗(yàn)過(guò)程中光學(xué)平臺(tái)固定不動(dòng)，三維移動(dòng)機(jī)構(gòu)隨工況移動(dòng)，通過(guò)三維移動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)，確定羽流參數(shù)測(cè)量裝置與發(fā)動(dòng)機(jī)模型的相對(duì)位姿。考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)件相對(duì)羽流參數(shù)測(cè)量裝置的位姿安裝誤差和不同工況下羽流參數(shù)測(cè)量裝置移動(dòng)前后的位姿誤差，微小的位姿誤差會(huì)帶來(lái)大的羽流參數(shù)測(cè)量誤差，誤差計(jì)算和補(bǔ)償是必不可少的。 需要確定的幾個(gè)測(cè)量條件：三維移動(dòng)機(jī)構(gòu)Z軸豎直放置；三位移動(dòng)機(jī)構(gòu)三個(gè)軸兩兩垂直，并固定牢靠；光學(xué)平臺(tái)水平。這樣可以將測(cè)量模型簡(jiǎn)化，方便分析計(jì)算。北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院宇航學(xué)院發(fā)動(dòng)機(jī)位姿校正模型發(fā)動(dòng)機(jī)位姿校正模型 發(fā)動(dòng)機(jī)安裝后，首先需要校正發(fā)動(dòng)機(jī)模型的位姿，通過(guò)調(diào)整發(fā)動(dòng)

9、機(jī)試驗(yàn)件的俯仰與偏航，保證發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)件軸線(xiàn)與三維移動(dòng)機(jī)構(gòu)y軸平行，這樣，羽流測(cè)量裝置沿y軸方向移動(dòng)過(guò)程中，數(shù)據(jù)點(diǎn)不會(huì)漂移，能夠準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)各個(gè)工況物理量的測(cè)量。北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院宇航學(xué)院發(fā)動(dòng)機(jī)位姿校正模型發(fā)動(dòng)機(jī)位姿校正模型122122x122|arctan|arctan|tanarcssFOssFOssOFyyx北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院宇航學(xué)院羽流參數(shù)測(cè)量裝置相對(duì)三維羽流參數(shù)測(cè)量裝置相對(duì)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(dāng)i0，i+1時(shí)北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院宇航學(xué)院不同工況間位移誤差補(bǔ)償校正模型不同工況間位移誤差補(bǔ)償校正模型北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院宇航學(xué)院不同工況間位移誤差補(bǔ)償校正模型不同工況間位移誤差補(bǔ)償校正模型 dldldylldldxOOOOarctansinarctancos2222 ldldldyldldldxiiOOiiiiOOiiarctansinarctansinarctancosarctancos12

11、21,1221, cos1sinsincos1dlydlxBBBB iiiiBBiiiiiiBBiidlydlxcoscossinsinsinsincoscos111,111,北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院宇航學(xué)院學(xué)分完成及論文發(fā)表情況學(xué)分完成及論文發(fā)表情況學(xué)分完成情況學(xué)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(guó)飆，大型羽流試驗(yàn)艙設(shè)計(jì)及有限元分析J. 北京航空航天大學(xué)第九屆研究生學(xué)術(shù)論壇, 2012: 第201-213頁(yè).（已發(fā)表） 侯曉林侯曉林，張建華，凌桂龍，賀碧蛟，蔡國(guó)飆，真空羽流效應(yīng)試驗(yàn)中火箭發(fā)動(dòng)機(jī)模型的幾何測(cè)量誤差校準(zhǔn)分析研究C.中國(guó)宇航學(xué)會(huì)固體火箭推進(jìn)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)第三十屆學(xué)術(shù)年會(huì)暨中國(guó)航天第三專(zhuān)業(yè)信息網(wǎng)第三十四屆信息交流會(huì)/北京航空航天大學(xué)第十屆研