旋成体物理参数测试平台结构设计(2)
Keywords The moment of inertia/Center of mass/Method of measurement
目 次
1 引言 1
1.1课题背景及目的 1
1.2课题研究重点及要求 1
1.3国内外发展现状 2
1.4现有的测试方法 2
1.5本人主要完成的工作3
2 测量方法的选择4
2.1转动惯量测试平台测量方法的选择4
2.1.1三线摆法测转动惯量4
2.1.2扭振法测转动惯量 5
2.1.3 落体法测量转动惯量 6
2.1.4 复摆法测转动惯量 6
2.2质心位置的测量方法7
2.2.1 三点测量法7
2.2.2四点测量法8
3 总体设计方案的拟定10
4 测试平台机械结构设计12
4.1极转动惯量测试平台的结构设计12
4.1.1扭矩提供弹簧的选型12
4.1.2扭矩提供装置轴承的选择13
4.1.3机床夹具的设计14
4.1.4极转动惯量支撑架的设计15
4.2赤道转动惯量测试平台的结构设计16
4.3质量以及质心位置测试平台结构设计16
4.3.1底座设计16
4.3.2上下移动装置设计17
结论20
致谢21
参考文献22
1 引言
1.1课题背景及目的
转动惯量（Moment of inertia）是刚体转动时惯性大小的量度，它与刚体的质量分布是否均匀、形状是否规则及转轴所在的位置有关。转动惯量是研究物体运动轨迹及运动状态时必要的一个物理量，是计算其他物理量的基础。所以在武器弹药、航空航天、工程机械和精密仪器的设计中精确的测量转动惯量都是十分必要的。
转动惯量是刚体力学学习过程中必须要掌握的物理量之一，在计算转动惯量时除了我们熟悉的平行轴定理外，还会引入惯量积、转动动能定理和惯性半径等概念。随着人们对转动惯量的认识越来越多，转动惯量在各个领域中也显得越来越重要，对转动惯量的研究也越来越多。转动惯量的测试方法也在不断的改进和完善。
对于形状简单、质量分布均匀的刚体可以直接利用公式计算出它相对于某一确定转轴的转动惯量。而对于外形复杂、质量分布不均匀的刚体一般只能通过实验的方式来精确地测量出刚体的转动惯量。
对于被测物体质心位置的确定，因为其是一个回旋体，形状是轴对称的，但是他的质量分布并不均匀，所以只能通过测量的方法进行测定。而对于形状简单而且质量分布均匀的物体，直接计算就能得到物体的质心位置。目前实验法测物体质心和偏心距国内外常用的测量方法主要有两种：3点测量法和4点测量法。
通过对本毕业论文的学习，应充分掌握机械结构、智能系统等的设计理论和设计方法；对机械设计和测控的相关知识有更进一步的学习与掌握；培养学生对一个检测智能仪器的设计能力，根据检测要求分析仪器的构建方式，从而提高其总体设计能力和科研能力。
1. 2 课题研究重点及要求
1）、对国内外相关领域的研究进行充分调研，对本课题有一个较为全面的认识；包括，了解目前国内外的研究现状，常用的测量方法。检测的对象是一个旋成体，即是一个轴对称的回转体，例如一个圆柱体、带锥头的圆柱体等，类似炮弹的形状。要求检测的是它的质心、偏心距、极转动惯量和赤道转动惯量。
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