新型负阶跃动态扭矩校准装置

针对扭矩传感器静态校准无法完全满足实际需要的难题,设计一种新型100 N·m负阶跃动态扭矩校准装置,并阐述该装置的工作原理和关键技术。校准装置由扭矩产生装置、连接系统、制动系统、信号处理控制系统和空气轴承系统组成,利用火工拔销器产生负阶跃动态扭矩,较大程度上降低负阶跃动态扭矩的下降时间,并采用空气轴承的支承方式提高动态扭矩的传递精度。通过对试验数据进行分析和处理,结果表明该装置负阶跃扭矩产生时间低于0.1 ms。不确定度分析结果显示,该装置的扩展不确定度U为4.22%,扩展因子k为2。     

5kNm立式参考式扭矩标准装置研究

本文介绍了5kNm立式参考式扭矩标准装置的结构形式和组成，并详细描述了有关参考式装置的结构设计及有限元分析、扭矩加载系统以及装置的超限保护机构的研究过程和研究成果。通过不确定度评定，装置的扩展不确定度Urel=0.05%（包含因子k=2）。参考式扭矩标准装置以其高性价比和快速校准的特点，满足了广大计量机构扭矩传感器校准的需求。     

复杂环境下船舶轴系推力信号辨识模型分析

为解决复杂环境下的船舶轴系推力信号辨识问题,提出一种基于时频分析和深度学习的轴系推力信号辨识模型。该模型首先以短时傅里叶变换（STFT）方法对轴系推力信号与环境干扰信号的时频特征进行提取,以频段分析方法对两种信号的频率（周期）和能量等关键特征进行计算;然后以循环神经网络（RNN）方法对模型中2种信号的关键特征进行充分训练,得到经泛化后的深度学习辨识模型;最后,基于实验室模拟实船的轴系推力信号与环境干扰信号数据对模型进行仿真试验和验证。验证结果表明,该模型在复杂环境干扰下施加恒定推力与动态推力时均具备良好的辨识能力,可为船舶轴系推力信号辨识技术的研究提供参考。     

微小扭矩校准用电磁力矩器

微小扭矩校准技术在精密控制、航天等领域具有十分重要的意义，目前使用电磁力矩器用于等臂法产生扭矩的校准技术，在精度、稳定、微型化等方面仍然具有一定的挑战性。本文研制了一种用于高精度动态微小扭矩校准的电磁力矩器，用于微小精密等臂法专用微小扭矩校准系统。首先，采用音圈电机、挠性支承、等臂梁构造了力矩器；然后，基于有限元分析进行了气隙磁场的设计，优化了音圈绕组参数。最后进行了扭矩加载测试，利用砝码进行了力矩的标定，电磁力矩器的扭矩载荷范围为(5-500)μN·m，噪声当量力矩为0.2μN·m (-28dB)，满足校准需求。     

舰船轴系扭振测量及校准研究综述

扭振是舰船传动系统的关键参数之一，直接表征了轴系运转的稳定性和可靠性，对及时发现并消除轴系故障具有重要意义。随着舰船轴系扭振测试需求逐渐由离线分析向长期在线监测发展，对扭振量值的准确性要求愈来愈高。本文综述了当前扭振测试的方法以及误差消除、信号校正等提高测量精度的方法，指出了当前扭振测量方法与实际需求的差距，并比较了电子式校准和机械式校准两种校准方式的优缺点及适用范围，展望了舰船扭振测量校准的发展方向。     

5kNm卧式参考式扭矩标准装置研制

介绍了5 kN?m卧式参考式扭矩标准装置的结构形式和组成，并详细描述了装置的结构、扭矩加载系统以及装置的超限保护机构的研究过程和研究成果，所建成的装置的扩展不确定度Urel=0.05%（包含因子k=2）。     

船舶复杂轴系扭转振动建模及动力学分析

针对船舶复杂轴系结构,提出一种基于能量法的轴系扭转振动建模及动力学分析方法。该方法对船舶复杂轴系中的典型结构进行统一能量化描述,如联轴器、齿轮、负载等,并结合弹性轴的能量函数构建轴系结构的拉格朗日能量泛函;然后,利用最小二乘法和广义变分法,对轴系角位移展开项系数进行求解,从而建立适用于船舶复杂轴系结构的扭转动力学模型。通过与有限元方法计算结果相比较来验证该建模方法的准确性,并利用该方法分析连接刚度和负载转动惯量对整体轴系扭振特性的影响,以期为船舶复杂轴系设计提供一定参考。     

支承技术在扭矩标准装置中的应用

从扭矩标准装置的基本结构和工作原理出发，介绍了支承在扭矩标准装置中的重要作用。通过对目前高精度扭矩标准装置常用支承技术即刀口支承、气体支承的应用现状及特点比较，提出了一种新的支承技术，即挠性支承。挠性支承与刀口支承相比，具有无摩擦、扭转中心稳定、高灵敏度的特点。与气体支承相比，结构简单、低成本，如果合理设计可以达到较高的承载力。因而把挠性支承应用于扭矩标准装置作为杠杆力臂的支撑、旋转部件具有更好的应用前景。可满足船舶行业对扭矩标准装置高承载、高灵敏度的需求，应用于航空、航天系统可满足其对扭矩校准小量程、高分辨力的要求。