Диссертация (1026019), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Сравнение результатов расчётов с данными экспериментов.Была испытана партия из 19 серийно выпускаемых резонаторов, имеющиходинаковые номинальные значения основных конструктивных параметров:радиус полусферы R0 = 30 мм, толщина оболочки h0 = 0,5 мм, радиус ножки115rH = 2 мм, коэффициент Пуассона µ0 = 0,17 , модуль Юнга E0 = 75 ГПа,0ρ0 = 2600плотностькг/м3.
Значения величины( ) , полученные поξ2k0результатам обмеров каждого из образцов, приведены в Таблице 3.В чувствительном элементе возбуждались собственные колебания по()второй форме k = 2 . Измерялось экспериментальное значение расщеплениячастоты ψ ∍ . По результатам испытаний вычислялись величины (4.1) – (4.3).Соответствующие значения приведены в Таблице 3 представлены результатыизмерений.Численныйрасчётпроводилсядлянесовершенстваформы,описывающегося функциейξ s, ϕ = ( )( )0ξ2k(s − s )2(sminmax− s min)2cos2kϕ .Таблица 3№ элемента( ),ξ2k0ψ∍,ψp,мкмГцГцδψ , %№ эле- ξ (0) ,2kψ∍,ψp,ментамкмГцГцδψ , %1.0,7210,1350,1414,4411.1,170,2170,2305,992.0,840,1570,1655,1012.0,980,1840,1924,353.0,970,1790,1906,1413.0,680,1260,1335,564.0,670,1240,1315,6414.1,270,2380,2494,625.0,930,1720,1836,4015.1,140,2150,2233,726.1,240,2330,2434,3016.0,740,1360,1456,577.0,870,1630,1714,9117.0,580,1080,1145,268.1,480,2770,2915,0518.0,820,1530,1615,239.1,030,1940,2024,1219.1,190,2200,2335,9110.0,850,1590,1675,03mδ = 5,17%ψσδ = 0,803%ψ116Результаты проведённых экспериментов характеризуются следующимипоказателями:1) среднеквадратичноеотклонениеэкспериментальноизмеренныхзначений расщепления частоты σψ = 0,045 Гц;∍2) математическоеожиданиерасхожденияэкспериментальныхирасчётных значений расщепления частоты mδ = 5,17%, а среднеквадратичноеψотклонение указанной величины – σδ = 0,803%.ψТаким образом, результаты экспериментального исследования указываютна хорошее соответствие разработанной математической модели УЧЭ ВТГреальным объектам данного класса и на высокую точность предложенныхметодов её численного анализа, что является подтверждением достоверностисформулированныхвдиссертациинаучныхположенийиполученныхрезультатов.4.4.Выводы по Главе 4.1.
Экспериментально определены значения расщепления собственнойчастотыдлячувствительныхпартиисерийноэлементоввыпускаемыхВТГ.Проведенаполусферическихстатистическаяупругихобработкарезультатов экспериментов, показавшая их высокую достоверность.2. Проведено сравнение результатов экспериментов с расчётнымиданными, выявившее хорошее соответствие разработанной математическоймодели УЧЭ ВТГ реальным объектам данного класса и высокую точностьпредложенных методов её численного анализа, что является подтверждениемдостоверностиосновныхнаучныхдиссертации, и полученных результатов.положений,сформулированныхв117ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ1. На основе анализа современного состояния проблемы точности работыоболочечныхгироскоповчувствительныхобоснованаэлементовактуальностьволновыхразработкитвердотельныхметодоврасчётарасщепления спектра частот чувствительных элементов данного классапри наличии детерминированных и случайных неосесимметричныхотклонений параметров их геометрии, а также технологических разбросовхарактеристик материала.2. С использованием асимптотического подхода и системы компьютернойалгебрыWolframMathematicaпостроенывозмущённыедифференциально-матричные операторы в обыкновенных производных,описывающиесвободныеколебаниятонкостеннойоболочкиспроизвольными малыми отклонениями от осевой симметрии формысрединнойповерхностиималойнеосесимметричнойразнотолщинностью.3.
Разработаны алгоритм и программное обеспечение численного расчётарасщеплениясобственныхтвердотельногогироскопа,частотоболочечныхимеющихУЧЭволновогопроизвольныеразбросыхарактеристик материала и малые неосесимметричные погрешностипараметров геометрии.4. Разработан алгоритм численного расчёта вероятностных характеристикрасщепления частот свободных колебаний оболочечных УЧЭ ВТГ сучётомслучайногопараметровхарактерагеометрииреальныхнеосесимметричныхэлементов,апогрешностейтакжеразбросовхарактеристик материала.5.
На базе разработанных алгоритмов и программных средств выполненычисленные расчёты:118− расщепления собственных частот резонаторов ВТГ с малымидетерминированными отклонениями формы срединной поверхностиот осесимметричной и детерминированной малой неосесимметричнойразнотолщинностью;− вероятностных характеристик расщепления собственных частотрезонаторов ВТГ с учётом случайных технологических отклоненийформы срединной поверхности от осесимметричной и случайнойнеосесимметричной разнотолщинностью.6.
Получены зависимости расщепления (вероятностных характеристикрасщепления)собственныхчастототосновныхконструктивныхпараметров УЧЭ. Проведён анализ указанных зависимостей, установленыосновныезакономерностирезонаторовнавлияниярасщеплениеконструктивных(вероятностныепараметровхарактеристикирасщепления) их собственных частот. Выявлены параметры резонаторов,оказывающие наиболее существенное влияние на величину расщепления(проектные параметры).7. Впространствепроектныхпараметровпостроеныобластиработоспособности УЧЭ ВТГ по критерию величины расщеплениясобственнойпроектныхчастоты.решенийДанасметодикаприменениемполученияобластейрациональныхработоспособности,существенно сокращающая время проектирования.8.
Проведеныэкспериментальныеисследования,входекоторыхопределялось значение расщепления собственной частоты для партиисерийно выпускаемых полусферических резонаторов ВТГ. Хорошеесовпадение результатов экспериментов и соответствующих расчётовподтвердило адекватность разработанной математической модели УЧЭВТГивысокуюподтверждениемточностьметодовдостоверностиеёосновныханализа,чтонаучныхсформулированных в диссертации, и полученных результатов.являетсяположений,1199.
Проведённыеисследованияориентированынанепосредственноеиспользование полученных результатов в расчётно-проектировочнойпрактике.Вчастности,разработанныеметодикиипрограммно-алгоритмическое обеспечение используются в опытно-конструкторскихработах ряда предприятий и могут быть использованы для расчёта ипроектирования широкого класса УЧЭ оболочечного типа.Использование установленных в диссертации научных положений ипрограммно-методическихсредствпозволилоповыситьточностьиметрологическую надёжность волновых твердотельных гироскопов различногоназначения,чторезультатов работы.подтверждаетсяположительнымопытомвнедрения!120СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.Bryan G.H.
On the Beats in the Vibrations of a Revolving Cylinder or Belle// Proc. Camb. Phil. Soc. Math. Phys. Sci. 1892. Vol. 7. P. 101 – 111.2.Матвеев В.А. Гироскоп – это просто. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,2012. 191 с.3.Device for detecting rotation about an axis and method of using the same:US Patent 3625067, G01P9/04, G01C19/56 / A.G. Emslie; publ. 07 Dec.
1971.4.Bell gyro and method of making same: US Patent 3680391, G01C19/56,G01P9/04 / Denis R.E.; publ. 01 Aug. 1972.5.Northrop Grumman Dedicates Manufacturing Center to Dr. David D. Lynch,Father of a Unique, Highly Reliable Gyro Technology // Northrop GrummanCorp. URL: http://news.northropgrumman.com/news/releases/photo-releasenorthrop-grumman-dedicates-manufacturing-center-to-dr-david-d-lynch-fatherof-a-unique-highly-reliable-gyro-technology (дата обращения 26.01.2016 г.).6.Sonic vibrating bell gyro: Patent USA (US) 4157041, G01C19/5691/ E.J.
Loper, D.D. Lynch; publ. 05 Jun. 1979.7.Vibratory Rotation Sensor: US Patent 4951508, G01C19/5691 / E.J. Loper ,D.D. Lynch; publ. 28 Aug. 1990.8.Дадонов В.А., Липатников В.И., Лусс А.Э. К вопросу о моделированиитвердотельного волнового гироскопа // Труды МВТУ. 1987. № 479.С. 60 – 66.9.Егармин Н.Е. О прецессии стоячих волн колебаний вращающейсяосесимметричной оболочки // Изв. АН СССР. МТТ. 1986.
№ 1.С. 142 – 148.10.Чувствительный элемент твердотельного волнового гироскопа: патент РФ(RU) 2521783, МПК G01С 19/5691 / В.Д. Рогинский [и др.]; заявл.13.01.2012;!опубл. 10.07.2014. Бюлл. № 19.11.ГуськовА.М.,вибрационногоЧижовгироскопаА.С.какМодельрезонаторадинамическойтвердотельногосистемыоболочка –!121крепежный стержень // Вестник МГТУ. Сер. Приборостроение. 1991. № 4.С. 55 – 63.12.Characterization of the Bell-Shaped Vibratory Angular Rate Gyro / N. Liu [etal.]. // Sensors. 2013. № 13. Р. 10123 – 10150.
DOI: 10.3390/s130810123.13.Матвеев В.А., Липатников В.И., Алехин А.В. Проектирование волновоготвердотельного гироскопа. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998.167 с.14.Scott V.B. Delco makes low-cost gyro prototype // Aviation week (and spacetechnology). 1982. Vol. 117, № 17. P. 64 – 72.15.AngularRateSensor//SiliconSensingSystemsLtd.URL: http://www.siliconsensing.com/media/30753/crs03t-00-0100-131-rev-1brochure.pdf/ (дата обращения 10.07.2017 г.).16.Жанруа А., Буве А., Ремиллье Ж.
Волновой твердотельный гироскоп иего применение в морском приборостроении // Гироскопия и навигация.2013. № 4. С. 24 – 34.17.Журавлев В.Ф., Климов Д.М. Волновой твердотельный гироскоп.М.: Наука, 1985. 125 с.18.Мейер Д., Розелле Д. Инерциальная навигационная система на основеминиатюрного волнового твердотельного гироскопа // Гироскопия инавигация. 2012. № 3(78). С. 45 – 54.19.Информационные характеристики микромеханических гироскопов наосновекремниевойтехнологиимикроэлектромеханическихсистем/ Л.А.
Северов [и др.]. // Изв. вузов. Приборостроение. 2011. Т. 54, № 6. С.12 – 22. URL: http://pribor.ifmo.ru/file/article/5374.pdf (дата обращения10.07.2017 г.).20.Пешехонов В.Г. Современное состояние и перспективы развитиягироскопических систем // Гироскопия и навигация. 2011. № 1(72).С. 3 – 17.21.Пешехонов В.Г. Проблемы и перспективы современной гироскопии// Изв.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
