从基金申请阶段,我就学到了很多SolidWorks有限元分析,图纸绘制规范。
本人就读于上虞城南中学,现在为准高二。于去年入坑火箭发动机。
以前一直采用竖直加秤的推力测试方法,无法排除燃料质量减少所带来的影响。但水平测推力秤无法固定,地面又有摩擦力所以我需要精确且摩擦力小的标准推力测试台。现申请科创基金用作发动机推力测试台。现在初期阶段发动机的直径较小,如果采用固定大小的推力测试台无法满足以后的大直径发动机。所以这个项目的创新点在“可调”。前期准备已完成图纸制作,底座加工(是一块木板)。 注:改成30mm的铝型材,尺寸要改。
“可调”体现在能适应不同尺寸的发动机,设计预期能达到发动机直径8mm~100mm。通过滑动平台的不同孔位长度和与发动机的连接件大小来调节。设计图如下:
。 可调平台已完成建模。
我有多种设计方案一开始打算采用圆筒加螺丝杆固定的方案。但是螺丝杆会松动而且需要一个个调节,非常麻烦。整体已进行受力分析如图:可见形变量已经很小。
中间为压力传感器100公斤级。
经过模拟能够承受设计所需的1000牛推力,完全达到设计要求。以后将以这个平台为基础扩展所以决定将2020铝型材换成3030铝型材。
这是应力分析报告:
在确定加工图纸前会先用3D打印确定零件大小,减少数据错误带来的麻烦,和减少周期。
底座已加工好长度已确定。一开始打算不用底板直接用铝型材,然后考虑到要用石头压住不方便所以还是采用木底板,表面刷上防火漆。为什么不用铁板,因为太薄了不好拿厚一点的话又太重了,不好搬运。整体效果图已制作完成:型材图纸标注已完成。
火箭发动机的推力曲线是检验设计的重要依据,也是计算火箭升空运动轨迹所必不可少之数据,因此,测量火箭发动机的推力曲线,是火箭试车台所必需的,采集卡的原理是在称重传感器受力方向来回施加压力与拉力,电压发生变化,输出一个变化的模拟信号,信号到处理器进行运算。我打算购买成品,加快项目进度。采集卡采集到的数据将通过SD卡插入电脑,用excel软件处理记录的数据,然后做出折线图,得到类似正弦波的波浪线。压力传感器与平台连接要连接件并且起到加固的作用。(注:上面的图只是效果图,不成比例。)
实施流程:
一,设计图制作(已完成)
二,材料购买
三,框架搭建
四,电路搭建
五,测试,采集数据
六,完成,结题
组装完成后将在科创发帖制作过程,所得的数据将在科创论坛上共享。推力测试台会为以后固体可变推力发动机系统做铺垫。打算后期升级,应用范围扩大,测试台可以适用于涡喷,涵道(稍微大一点的,直径60mm以上)等。以上所有将会产生的后果都会自己负责。注:预算如果不够将会自己承担,超出将会返还。
用途 | 规格型号 | 单价(元) | 数量 | 单位 | 合计(元) | 专家建议(元) | 实际批准(元) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
3030铝型材 | 80 | 1 | 80 | 80 | 80 | ||
滑轨 | 17 | 2 | 34 | 34 | 34 | ||
铝型材连接件(3030角码含紧固件) | 3 | 10 | 30 | 15 | 15 | ||
发动机连接件 | 2 | 10 | 20 | 20 | 20 | ||
防火涂料 | 13 | 1 | 13 | 13 | 13 | ||
木板加工(钻孔) | 15 | 1 | 15 | 0 | 15 | ||
推力采集卡 | 80 | 1 | 80 | 80 | 80 | ||
小型充电宝 | 8 | 1 | 8 | 8 | 8 | ||
压力传感器(100kg量程) | 30 | 1 | 30 | 30 | 30 | ||
可调金属平台加工 | 125 | 1 | 125 | 125 | 125 | ||
滑轨与铝型材适配件加工 | 20 | 4 | 80 | 80 | 80 | ||
压力传感器与平台连接件 | 15 | 1 | 15 | 15 | 15 |
用途 | 规格型号 | 单价(元) | 数量 | 单位 | 合计(元) |
---|---|---|---|---|---|
3030铝型材 | 80 | 1 | 80 | ||
滑轨 | 30 | 2 | 60 | ||
铝型材连接件(3030角码含紧固件) | 3 | 14 | 42 | ||
发动机连接件(含两种型号) | 2 | 10 | 20 | ||
防火涂料 | 20 | 1 | 20 | ||
木板加工(钻孔) | 15 | 1 | 15 | ||
推力采集卡 | 80 | 1 | 80 | ||
小型充电宝 | 8 | 1 | 8 | ||
压力传感器(100kg量程) | 30 | 1 | 30 | ||
可调金属平台加工 | 125 | 1 | 125 | ||
螺丝配件 | 20 | 1 | 20 | ||
铝型材切割片 | 10 | 1 | 10 |
序号 | 金额 | 状态 |
---|---|---|
第 1 期 | 515 元 | 已拨款 |
时段 | 个数 |
---|---|
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