角度傳感器變形仿真研究

康寧民， 王煥功， 鄭應(yīng)強， 薛繼明

（第二炮兵裝備研究院，北京100085）

角度傳感器變形仿真研究

康寧民， 王煥功， 鄭應(yīng)強， 薛繼明

（第二炮兵裝備研究院，北京100085）

通過ANSYS有限元法分析一種高精度角度傳感器圓環(huán)的應(yīng)變,采用將傳感器圓環(huán)的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為ANSYS中重力方向轉(zhuǎn)動的方法,重力方向的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為重力加速度在X軸和Z軸兩個方向上的三角函數(shù)分解，從0′～300′每隔30′就測量一次,最后用MATLAB曲線擬合工具箱擬合出角度與應(yīng)變的擬合曲線圖和一元二次方程。

有限元；角度傳感器；曲線擬合

0 引言

某型號高精度角度傳感器,靠檢測圖1中圓環(huán)的應(yīng)變轉(zhuǎn)化為角度的數(shù)值,這種復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)通過傳統(tǒng)的材料力學(xué)的知識是沒有辦法精確求解的,因為圓環(huán)靠自身重力變形產(chǎn)生應(yīng)變,但是材料力學(xué)中的重力必須有作用點、大小和方向。大小和方向是可以確定的，重力是一種體力，作用點和重心在不規(guī)則的結(jié)構(gòu)面前很難確定，而采用有限元方法卻可以高精度地仿真出來，精度取決于模型的建立精度和單元網(wǎng)格的劃分精度。MATLAB軟件適合于數(shù)值處理，仿真出的工程數(shù)據(jù)用MATLAB曲線擬合工具箱進行一元二次方程的曲線擬合，可以得到我們需要的變形方程。

1 模型建立

圖1 CAD圖

圖1為通過掃描得到的AutoCAD里面的傳感器圓環(huán)圖形，線條不在同一平面內(nèi)，在CAD中選中整個圖形，右鍵在特性里面將所有曲線、直線的端點z坐標全都置0，使所有線都在同一平面。通過 DXF TO ANSYS軟件將圖 1導(dǎo)入ANSYS12.0軟件中，如圖2所示；……