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三自由度气浮台涡流力矩的研究

王新岗

   近些年,我国的空间技术不断向前发展,尤其是在小卫星领域的开发与应用,所以研制高性能、低成本的全物理小卫星姿态仿真系统已成为航天仿真技术的发展要求。全物理仿真是通过多自由度气浮台模拟卫星在太空的运动状态,其中三自由度气浮台是主要的地面仿真设备。本课题研究的方向是加工误差对三自由度气浮台球轴承的涡流力矩的影响,涡流力矩是影响静压气浮轴承精度的主要因素之一。 静压气浮球轴承的涡流力矩主要是由于空气轴承的球体和球窝之间的气膜厚度不均所引起的,引起气膜厚度不均的主要因素有两个:一是由于球和球窝的加工误差,二是由于气浮台台体变形引起的误差。本课题只研究球窝其中的一个节流孔的形状和位置误差所引起的涡流力矩,通过分析比较计算结果,从而找到减小涡流力矩的方法。 本课题主要内容分两部分,第一部分是流场的计算。首先用GAMBIT对球轴承的气膜划分网格,建立模型,确定合理的边界条件。然后通过FLUENT导入网格后,对流场进行分析计算,最后对比计算的结果,画出曲线图,找到其中的规律。 第二部分是提出实验方案。由于不平衡力矩对三自由度气浮台的动态特性影响很大,所以在在测量涡流力矩之前需要把不平衡力矩调节到某一个合理的空间平面内然后测出不平衡力矩。气浮台的浮起部分在不平衡力矩和涡流力矩共同作用下,在空间某一平面作复摆运功,本实验主要是通过测量气浮台浮起部分静止时与水平面某一轴的夹角,然后根据力平衡条件得出涡流力矩的具体值。……   
[关键词]:三自由度气浮台;涡流力矩;计算流体力学
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:哈尔滨工业大学2006年