小型無人機綜合性能測試臺的設計與優(yōu)化.pdf

1、小型無人機(Unmanned Aerial Vehicle)是一種由動力驅動，機上無人駕駛，可重復使用的航空器。UAV在軍事和民用上都得到非常廣泛的應用。無人機的主要發(fā)展趨勢是向高生存率、低造價，低損耗方向發(fā)展，系統設計盡可能地降低維護需求，全壽命周期成本大大低于載人戰(zhàn)斗機。因此無人機的零部件和整機的疲勞壽命需要重新設計、修訂。
　　 在疲勞試驗中，單軸振動試驗實現簡單，技術成熟，是目前普遍采用的疲勞試驗技術。但是單軸振動臺只能

2、提供單向激勵，而實際振源往往是多點多方向的，所以試驗數據和真實環(huán)境的數據有差距。多軸振動試驗技術是當前研究的方向，國外已經出現一些產品能夠應用到實際的試驗中。多軸振動試驗實現起來非常復雜困難，集中了機械制造和自動控制等各方面最高的技術，造價很高，某些技術和關鍵零部件對外存在一定的封鎖，不能單獨購買得到。我國現在也在積極開發(fā)多軸振動試驗臺，并已出現測試產品。
　　 鑒于上述情況，本設計以一種新思路，尋求在實現的可行性和試驗數據的精

3、確可依據性之間，找到合適的試驗設計方案。本設計為單軸振動加疲勞試驗，既可以做單軸振動試驗，又可以在垂直振動的基礎上，在水平面內施加載荷，進行疲勞試驗。試驗加上了環(huán)境溫度載荷和濕度載荷，本設計試驗數據比單軸試驗要精確，這樣綜合加載使得試驗數據有廣泛的可參考性。
　　 小型無人機綜合性能測試臺的設計目標是對機體材料與結構進行在復雜載荷及濕熱環(huán)境耦臺作用下的振動試驗，取得其在以下三種情況下的數據：(1)垂直振動疲勞試驗；(2)垂直振動

4、，水平面內單方向疲勞試驗；(3)垂直振動，水平面內的雙軸疲勞實驗。為實現振動、加載、測量和分析，需要在系統中集成很多的分系統，小型無人機綜合性能測試臺主要由以下部分組成：(1)疲勞加載系統；(2)水冷式電動振動試驗臺；(3)環(huán)境試驗箱；(4)智能數據采集與分析系統；(5)擴展臺。
　　 由于設計的獨特性，就需要設計專門擴展臺，以安裝4個水平的作動器。擴展臺需要對其進行靜力學、熱力、疲勞、模態(tài)的計算和校核，保證其在長期加載試驗過程