船模轉動慣量儀原型裝置研究.pdf

1、剛體的轉動慣量有重要的物理意義，在科學實驗、工程技術、航海航天、電力、機械、儀表等工業(yè)領域都是一個重要參量。在船模試驗中，轉動慣量的測量是其一個重要的環(huán)節(jié)。目前國內在測量船模轉動慣量時，大多都使用傳統(tǒng)的方式進行該物理量的測量，該操作較為復雜，耗時長，并因為人為因素也會造成誤差。本文結合課題研究和項目需要，研制一套轉動慣量測量系統(tǒng)，用于測量船模的轉動慣量。
　　 本文選擇復擺法作為裝置基本測量原理，并詳細闡述了適用于本系統(tǒng)的原理公

2、式。本文完成了裝置總體結構設計、推導了裝置測量船模轉動慣量時用到的數學公式、構建了系統(tǒng)測量轉動慣量的具體流程。
　　 本文對船模轉動慣量儀機械部分作出了詳細的闡述，其中包括機械結構部分和創(chuàng)新部分。在機械結構部分中講解了各個部件設計的理由和優(yōu)點、分析了主要結構的應力情況和變形情況。其主要創(chuàng)新部分分為結構創(chuàng)新和使用材料的創(chuàng)新。在結構創(chuàng)新上，設計一種新型的結構形式，使其能夠一體多用，在同一測量平臺上既可完成船模的縱向轉動慣量測量，也可

3、進行船模的橫向轉動慣量測量；在材料創(chuàng)新上，考慮到鋁合金質量輕的特點，設計以鋁合金為材料的托架，減小托架質量以提高測量精度。
　　 在測量和數據處理部分，介紹了本儀器所選用的傳感器以及注意事項。結合傳感器數據傳輸能力和船模轉動慣量的計算公式，運用VB編制了轉動慣量測量程序，實現(xiàn)了復擺周期的準確測定以及轉動慣量自動計算的功能。
　　 最后本文對影響轉動慣量測量誤差的因素進行了分析，給出了一定的解決方案。對裝置進行了重復性實驗