船模轉(zhuǎn)動慣量儀原型裝置研究.pdf

1、剛體的轉(zhuǎn)動慣量有重要的物理意義，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)、工程技術(shù)、航海航天、電力、機(jī)械、儀表等工業(yè)領(lǐng)域都是一個(gè)重要參量。在船模試驗(yàn)中，轉(zhuǎn)動慣量的測量是其一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。目前國內(nèi)在測量船模轉(zhuǎn)動慣量時(shí)，大多都使用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行該物理量的測量，該操作較為復(fù)雜，耗時(shí)長，并因?yàn)槿藶橐蛩匾矔斐烧`差。本文結(jié)合課題研究和項(xiàng)目需要，研制一套轉(zhuǎn)動慣量測量系統(tǒng)，用于測量船模的轉(zhuǎn)動慣量。
　　 本文選擇復(fù)擺法作為裝置基本測量原理，并詳細(xì)闡述了適用于本系統(tǒng)的原理公

2、式。本文完成了裝置總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、推導(dǎo)了裝置測量船模轉(zhuǎn)動慣量時(shí)用到的數(shù)學(xué)公式、構(gòu)建了系統(tǒng)測量轉(zhuǎn)動慣量的具體流程。
　　 本文對船模轉(zhuǎn)動慣量儀機(jī)械部分作出了詳細(xì)的闡述，其中包括機(jī)械結(jié)構(gòu)部分和創(chuàng)新部分。在機(jī)械結(jié)構(gòu)部分中講解了各個(gè)部件設(shè)計(jì)的理由和優(yōu)點(diǎn)、分析了主要結(jié)構(gòu)的應(yīng)力情況和變形情況。其主要?jiǎng)?chuàng)新部分分為結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和使用材料的創(chuàng)新。在結(jié)構(gòu)創(chuàng)新上，設(shè)計(jì)一種新型的結(jié)構(gòu)形式，使其能夠一體多用，在同一測量平臺上既可完成船模的縱向轉(zhuǎn)動慣量測量，也可

3、進(jìn)行船模的橫向轉(zhuǎn)動慣量測量；在材料創(chuàng)新上，考慮到鋁合金質(zhì)量輕的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)以鋁合金為材料的托架，減小托架質(zhì)量以提高測量精度。
　　 在測量和數(shù)據(jù)處理部分，介紹了本儀器所選用的傳感器以及注意事項(xiàng)。結(jié)合傳感器數(shù)據(jù)傳輸能力和船模轉(zhuǎn)動慣量的計(jì)算公式，運(yùn)用VB編制了轉(zhuǎn)動慣量測量程序，實(shí)現(xiàn)了復(fù)擺周期的準(zhǔn)確測定以及轉(zhuǎn)動慣量自動計(jì)算的功能。
　　 最后本文對影響轉(zhuǎn)動慣量測量誤差的因素進(jìn)行了分析，給出了一定的解決方案。對裝置進(jìn)行了重復(fù)性實(shí)驗(yàn)