慣性測量組合減振系統(tǒng)動力學設計及實驗研究.pdf

1、慣性測量組合減振系統(tǒng)動力學設計及實驗研究重慶大學碩士學位論文學生姓名：劉萬里指導教師：李以農(nóng)教授專業(yè)：車輛工程學科門類：工學重慶大學機械工程學院二O一一年九月重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要慣性測量組合（InertialMeasuringUnit，IMU）是慣性導航系統(tǒng)的核心部件，廣泛地應用于航空器、艦船等軍用、民用系統(tǒng)，由于其載體通常都是在最惡劣的力學環(huán)境下工作，如振動頻率范圍寬、振動加速度大、承受大沖擊載荷等，容易形成動態(tài)誤差，造

2、成慣性器件輸出精度低，以及會影響到慣性器件的使用壽命。為了解決振動、沖擊對測量組合引起的動態(tài)誤差，保證導航系統(tǒng)的定位精度，對IMU進行減振設計是十分必要的，因此，研究設計性能良好的減振系統(tǒng)對IMU的正常工作具有重要意義。本文以某一IMU的減振系統(tǒng)設計為研究對象，根據(jù)振動和沖擊理論，借助動力學分析軟件ADAMS進行分析，合理地選取了隔振器的布置方式，進行了減振系統(tǒng)解耦率計算、橡膠隔振器的剛度優(yōu)化、減振系統(tǒng)有限元振動和沖擊仿真以及減振系統(tǒng)振

3、動和沖擊試驗驗證，通過本文的設計研究，提高了此類減振系統(tǒng)及隔振器的設計水平和效率。論文的主要研究內(nèi)容如下：①減振系統(tǒng)總體方案設計。在對比分析常見隔振器布置方式的振動傳遞率曲線后，選取了合適的隔振器布置方式；建立了測量組合的三維模型并通過調(diào)整系統(tǒng)質(zhì)心位置使測量組合的質(zhì)心與四個隔振器的剛度中心基本重合，計算了測量組合振動系統(tǒng)的質(zhì)心調(diào)整前后解耦率；并對安裝支架進行了模態(tài)分析。②隔振器設計。運用有限元軟件對隔振器的三向靜剛度進行了等剛度特性優(yōu)化

4、；采用橡膠超彈性材料模型對比計算了優(yōu)化前后的三向剛度，設計了具有較好三向等剛度特性的隔振器。③IMU減振系統(tǒng)有限元動力學仿真分析。對減振系統(tǒng)進行了模態(tài)分析、頻響分析，對減振系統(tǒng)的振動特性進行了深入的探究；進行了隔振系統(tǒng)在Z向沖擊載荷下的瞬態(tài)響應分析，得到了沖擊加速度響應和位移響應，隔振系統(tǒng)、隔振器和隔振器橡膠的最大應力；在此基礎上對IMU減振系統(tǒng)進行了隨機振動及疲勞分析，對隔振器進行了疲勞校核。④IMU減振系統(tǒng)試驗驗證。對IMU減振系統(tǒng)