減振隔振與整星及全箭動態(tài)特性相互影響的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、整星減振、隔振技術能夠有效地改善衛(wèi)星發(fā)射過程中的振動環(huán)境。設計減振和隔振系統(tǒng),必然要綜合考慮其與衛(wèi)星、運載火箭整體的耦合作用。無論是采用減振還是隔振技術措施,均會在一定程度上改變全箭系統(tǒng)的動力學特性。動力學特性的變化有可能對系統(tǒng)的飛行控制系統(tǒng)造成不利影響甚至控制失穩(wěn),尤其是低剛度隔振裝置的加入有可能使星箭系統(tǒng)的基頻大幅下降。另一方面,大型運載火箭結構的基頻最低可達到1赫茲左右,并且模態(tài)密集,衛(wèi)星的基頻最低可達到10赫茲以下。振動抑制對象

2、的大柔性特點也為相對獨立的傳統(tǒng)隔振系統(tǒng)設計、優(yōu)化提出了高要求。本論文以星箭支架附加約束阻尼層和一般隔振裝置為對象,研究整星減振、隔振與整星及全箭間動態(tài)特性的相互影響,從全箭的角度研究減振隔振技術方案的分析和設計。
  本文首先歸納總結了約束阻尼建模技術和分析方法,并根據(jù)整星減振、隔振的工程應用特點,建立了星箭連接支架和能夠描述多種構型隔振平臺的一般隔振裝置的有限元模型和分析模型,發(fā)展了約束阻尼層結構混合坐標建模方法。并提取了描述一

3、般隔振裝置動力學特性的特征參數(shù)。
  本文應用矩陣特征值攝動方法,建立了約束阻尼層附加剛度和質量與星箭固有特性變化的關系,研究了附加約束阻尼層后全箭固有特性的變化。分析表明,整星減振技術措施對全箭固有頻率、模態(tài)振型、振型斜率的影響均很小;星箭支架變形能占全箭模態(tài)總能量的比例是約束阻尼層阻尼貢獻的重要參考量。適當降低現(xiàn)有支架的連接剛度,增大支架在低頻模態(tài)的模態(tài)應變能比例,能夠提高約束阻尼層的低頻減振效果。
  本文建立了任意星

4、、箭組合通過一般隔振裝置連接的全箭振動傳遞導納,并在此基礎上推導出全箭固有頻率基于導納的非小量攝動解析解;從基于局部非小量的結構重分析思路出發(fā),以星、箭振動傳遞導納為指標,討論整星隔振對全箭固有頻率、模態(tài)振型、振型向量以及星箭振動傳遞特性帶來的影響。研究結果表明,衛(wèi)星與運載火箭的質量相差懸殊,在現(xiàn)有的全箭系統(tǒng)中用隔振裝置替換原有支架,不會對運載火箭的模態(tài)振型及與控制系統(tǒng)設計有密切聯(lián)系的振型斜率產生明顯的影響。本文根據(jù)全箭橫向振動傳遞特性

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