發(fā)布時間：2020-06-18 19:23

【摘要】：當(dāng)前遙感衛(wèi)星朝著高分辨率方向發(fā)展,星載遙感儀器的靈敏度、分辨率等也越來越高,對振動環(huán)境也愈發(fā)敏感,衛(wèi)星微振動成為制約衛(wèi)星分辨率提高的重要因素。衛(wèi)星上的運動部件(如控制力矩陀螺、反作用輪、太陽能帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)等)工作期間將產(chǎn)生微振動,若不加以控制會極大影響衛(wèi)星成像質(zhì)量。微振動形式多樣,具有幅值小、頻率分布范圍廣等特點。為保證衛(wèi)星可靠性,選用被動隔振設(shè)備進(jìn)行衛(wèi)星微振動控制仍是當(dāng)前工程應(yīng)用的主要形式,傳統(tǒng)線性隔振器只有當(dāng)激勵頻率大于系統(tǒng)固有頻率ω_n的2倍時才具有隔振效果,因此具有非線性結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)零剛度隔振器受到廣泛關(guān)注。雙穩(wěn)定層合板是一種在內(nèi)部殘余熱應(yīng)力的作用下產(chǎn)生較大固化變形,并且具有兩種穩(wěn)定構(gòu)型的復(fù)合材料結(jié)構(gòu),雙穩(wěn)定層合板在構(gòu)型轉(zhuǎn)變過程中顯示出負(fù)剛度特性。本文研究目的是利用正交鋪層雙穩(wěn)定層合板作為負(fù)剛度機(jī)構(gòu)與線性彈簧并聯(lián)設(shè)計出一種新型準(zhǔn)零剛度隔振器。本文首先建立了正交鋪層雙穩(wěn)定層合板的17參數(shù)力學(xué)模型,并利用理論模型及有限元方法研究了正交鋪層雙穩(wěn)定層合板的穩(wěn)定構(gòu)型、承載能力、剛度特性與纖維層厚度的關(guān)系,并研究了層合板中的混雜鋁板層對混雜雙穩(wěn)定層合板上述特性的影響。在系統(tǒng)參數(shù)分析的基礎(chǔ)上,本文預(yù)測了雙穩(wěn)定層合板具有雙穩(wěn)定特性的臨界厚度,并探究了厚度達(dá)到雙穩(wěn)定臨界點的層合板用于衛(wèi)星微振動控制的可行性。進(jìn)一步,本文利用[0/Al/90]鋪層的混雜雙穩(wěn)定層合板與線性彈簧并聯(lián)設(shè)計了一種新型準(zhǔn)零剛度隔振器,建立了隔振器的理論模型,并研究了隔振器的隔振效果。分析結(jié)果證明,本文設(shè)計的新型隔振器能明顯降低系統(tǒng)固有頻率,拓寬隔振系統(tǒng)的隔振頻帶。最后制造了準(zhǔn)零剛度隔振器的原理樣機(jī),并利用試驗驗證了將雙穩(wěn)定層合板引入線性隔振系統(tǒng)以改善其隔振性能的可行性。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB33
【圖文】：

.1 課題研究背景與意義為了滿足我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國家安全以及新的形勢下國際競爭的需求，發(fā)展具有高指向度以及高分辨率特點的對地觀測系統(tǒng)[1,2]被作為重大專項列入我國《國家中長期科學(xué)和技發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020 年)》。按照規(guī)劃綱要部署，大批軍用或民用衛(wèi)星工程已經(jīng)或?qū)⒈涣㈨�，這些衛(wèi)星將具有更高的空間分辨率、時間分辨率和輻射分辨率，這些需求的提，需要星載的各種遙感儀器性能大幅提升，從而使其對工作環(huán)境特別是振動環(huán)境提出了高的要求，如我國已發(fā)射的高分一號[3]衛(wèi)星要求成像期間姿態(tài)穩(wěn)定度優(yōu)于 0.0005°/s，風(fēng)四號衛(wèi)星地面試驗顯示，在外界擾動頻率接近星載探測儀動鏡模態(tài)頻率時，0.0002g 的微動就會使動鏡的光譜性能發(fā)生明顯退化。衛(wèi)星微振動是由于衛(wèi)星姿態(tài)控制以及星上運動件正常工作造成的[4]，它的振動幅值極小，因此對大多數(shù)衛(wèi)星的正常使用不會產(chǎn)生影響對于高指向精度、高分辨率衛(wèi)星，衛(wèi)星微振動若不加以抑制，將嚴(yán)重制約衛(wèi)星上各類高能遙感儀器的性能。對衛(wèi)星微振動控制裝置的研究，對我國航天事業(yè)的發(fā)展具有重要意。

圖 1.2 幾種典型非線性隔振系統(tǒng)復(fù)合材料因具有高比強(qiáng)度、耐腐蝕性好、耐疲勞等優(yōu)點在航空航天領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)常為了避免固化變形復(fù)合材料層合板采用對稱鋪層。當(dāng)復(fù)合材料層合薄板采用非對稱時，層合板固化過程中會因內(nèi)部殘余熱應(yīng)力作用發(fā)生大變形，得到具有兩種穩(wěn)態(tài)的雙結(jié)構(gòu)[9]如圖 1.3 所示。雙穩(wěn)定復(fù)合材料層合板不需要外界能量就可以維持在穩(wěn)定構(gòu)型，而且在外界驅(qū)動作用下可以發(fā)生構(gòu)型轉(zhuǎn)變，因此在可變形結(jié)構(gòu)領(lǐng)域具有良好應(yīng)用前]。Watt 連桿倒立擺彈簧mmm1m2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

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本文編號：2719719