小型無人機(jī)綜合性能測試臺的設(shè)計與優(yōu)化.pdf

1、小型無人機(jī)(Unmanned Aerial Vehicle)是一種由動力驅(qū)動，機(jī)上無人駕駛，可重復(fù)使用的航空器。UAV在軍事和民用上都得到非常廣泛的應(yīng)用。無人機(jī)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(tǒng)設(shè)計盡可能地降低維護(hù)需求，全壽命周期成本大大低于載人戰(zhàn)斗機(jī)。因此無人機(jī)的零部件和整機(jī)的疲勞壽命需要重新設(shè)計、修訂。
　　 在疲勞試驗中，單軸振動試驗實現(xiàn)簡單，技術(shù)成熟，是目前普遍采用的疲勞試驗技術(shù)。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(shù)據(jù)和真實環(huán)境的數(shù)據(jù)有差距。多軸振動試驗技術(shù)是當(dāng)前研究的方向，國外已經(jīng)出現(xiàn)一些產(chǎn)品能夠應(yīng)用到實際的試驗中。多軸振動試驗實現(xiàn)起來非常復(fù)雜困難，集中了機(jī)械制造和自動控制等各方面最高的技術(shù)，造價很高，某些技術(shù)和關(guān)鍵零部件對外存在一定的封鎖，不能單獨購買得到。我國現(xiàn)在也在積極開發(fā)多軸振動試驗臺，并已出現(xiàn)測試產(chǎn)品。
　　 鑒于上述情況，本設(shè)計以一種新思路，尋求在實現(xiàn)的可行性和試驗數(shù)據(jù)的精

3、確可依據(jù)性之間，找到合適的試驗設(shè)計方案。本設(shè)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(chǔ)上，在水平面內(nèi)施加載荷，進(jìn)行疲勞試驗。試驗加上了環(huán)境溫度載荷和濕度載荷，本設(shè)計試驗數(shù)據(jù)比單軸試驗要精確，這樣綜合加載使得試驗數(shù)據(jù)有廣泛的可參考性。
　　 小型無人機(jī)綜合性能測試臺的設(shè)計目標(biāo)是對機(jī)體材料與結(jié)構(gòu)進(jìn)行在復(fù)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(shù)據(jù)：(1)垂直振動疲勞試驗；(2)垂直振動

4、，水平面內(nèi)單方向疲勞試驗；(3)垂直振動，水平面內(nèi)的雙軸疲勞實驗。為實現(xiàn)振動、加載、測量和分析，需要在系統(tǒng)中集成很多的分系統(tǒng)，小型無人機(jī)綜合性能測試臺主要由以下部分組成：(1)疲勞加載系統(tǒng)；(2)水冷式電動振動試驗臺；(3)環(huán)境試驗箱；(4)智能數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)；(5)擴(kuò)展臺。
　　 由于設(shè)計的獨特性，就需要設(shè)計專門擴(kuò)展臺，以安裝4個水平的作動器。擴(kuò)展臺需要對其進(jìn)行靜力學(xué)、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