本文關(guān)鍵詞：星箭隔振適配器參數(shù)特性分析與隔振性能研究

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【摘要】：衛(wèi)星發(fā)射過程中的振動(dòng)環(huán)境非常惡劣,來自各個(gè)方向的振動(dòng)激勵(lì)頻譜極寬,衛(wèi)星極易遭到破壞而導(dǎo)致發(fā)射任務(wù)失敗。衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,通過衛(wèi)星結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化達(dá)到減振目的較為困難,而用于連接火箭與衛(wèi)星的剛性錐殼適配器幾乎無法隔離來自火箭的振動(dòng)�；诠こ虒�(shí)際的迫切需要,星箭隔振技術(shù)相關(guān)研究日漸興起。星箭隔振通過修改星箭界面適配器的結(jié)構(gòu),或是將隔振裝置放入原適配器與星箭連接面之間以實(shí)現(xiàn)減振隔振。目前主動(dòng)隔振技術(shù)是星箭隔振研究的熱點(diǎn),但主動(dòng)隔振可靠性低,因此可靠性更高的被動(dòng)隔振更能適應(yīng)當(dāng)下的星箭隔振需求�；诒粍�(dòng)隔振技術(shù),本文提出了一種將六自由度隔振平臺(tái)和錐殼組合成隔振適配器的方案。針對(duì)這種組合式隔振適配器的核心——Stewart隔振平臺(tái),采用Newton-Euler法建立了考慮基礎(chǔ)激勵(lì)的一般構(gòu)型平臺(tái)動(dòng)力學(xué)方程,并根據(jù)星箭界面微振動(dòng)的特點(diǎn),對(duì)方程進(jìn)行了簡(jiǎn)化。通過對(duì)平臺(tái)剛度矩陣的參數(shù)化描述,得到了對(duì)稱構(gòu)型平臺(tái)的參數(shù)化動(dòng)力學(xué)方程,并建立了隔振平臺(tái)的多體動(dòng)力學(xué)仿真模型,在ADAMS軟件中對(duì)其進(jìn)行了模態(tài)和振動(dòng)響應(yīng)分析,驗(yàn)證了理論建模的正確性,進(jìn)而提出了方程降階解耦的研究思路。根據(jù)方程的解耦特性,將六自由度方程分解為相互獨(dú)立的兩個(gè)二自由度方程和兩個(gè)單自由度方程。采用振動(dòng)理論相關(guān)方法推導(dǎo)各階固有頻率的解析解,據(jù)此研究了設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)固有頻率的影響規(guī)律,總結(jié)了平臺(tái)固有頻率設(shè)計(jì)的一般原則,使隔振平臺(tái)的固有頻率配置有很強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性,此外還給出了采用這種組合式適配器方案的理論依據(jù)。利用拉普拉斯變換得到了系統(tǒng)各個(gè)方向上的傳遞函數(shù),以此為基礎(chǔ),研究了平臺(tái)主要設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)軸向和橫向振動(dòng)傳遞率的影響規(guī)律,并給出了傳遞率參數(shù)化設(shè)計(jì)的一般原則,使隔振平臺(tái)的傳遞率配置具有可設(shè)計(jì)性。利用ABAQUS軟件建立了隔振適配器有限元模型,并對(duì)其進(jìn)行模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析,得到了隔振適配器的各階模態(tài)信息和加速度傳遞率曲線,與剛體假設(shè)下的理論模型分析對(duì)比,總結(jié)了結(jié)構(gòu)柔性對(duì)隔振適配器隔振特性的影響規(guī)律,指出高頻局部模態(tài)是影響高頻傳遞率的重要因素。建立錐殼適配器有限元模型,進(jìn)行模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析,將其隔振特性與隔振適配器進(jìn)行分析對(duì)比,發(fā)現(xiàn)這種隔振適配器具有很好的隔振性能,能大幅拓寬隔振頻帶,并有效降低傳遞率峰值(橫向降低6 dB,縱向降低13dB)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V423

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