航天器環(huán)境條件研究是航天器設(shè)計(jì)階段必須面對(duì)的問題,包括沖擊問題、機(jī)械振動(dòng)、聲振耦合、加速度和微重力等復(fù)雜環(huán)境條件。航天器力學(xué)環(huán)境的預(yù)示的優(yōu)劣直接反應(yīng)航天器的整體設(shè)計(jì)水平。隨著我國(guó)航天事業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)航天器設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)也越來越高,沖擊問題,尤其是瞬態(tài)高頻沖擊一直制約著我國(guó)航天器技術(shù)的發(fā)展。目前對(duì)航天器力學(xué)環(huán)境的預(yù)示方法主要有有限元法、邊界元法、功率流法、模態(tài)分析法和統(tǒng)計(jì)能量法等。其中,統(tǒng)計(jì)能量法更適用于解決高頻問題,但它是基于穩(wěn)態(tài)的,對(duì)于瞬態(tài)沖擊問題,需結(jié)合信號(hào)處理方法將統(tǒng)計(jì)能量分析法擴(kuò)展,使其可求解瞬態(tài)問題。本文首先研究了統(tǒng)計(jì)能量法和沖擊響應(yīng)問題的發(fā)展及現(xiàn)狀,分析了現(xiàn)在存在的一些問題。然后介紹了沖擊響應(yīng)預(yù)示的相關(guān)理論,整理了統(tǒng)計(jì)能量法的相關(guān)知識(shí)。然后針對(duì)板結(jié)構(gòu)系統(tǒng),基于統(tǒng)計(jì)能量法和信號(hào)處理的相關(guān)方法推導(dǎo)沖擊響應(yīng)的預(yù)示方法;應(yīng)用Matlab編程語(yǔ)言將該預(yù)示方法軟件實(shí)現(xiàn),形成界面化的、可用于人機(jī)交互的求解軟件;并以兩板系統(tǒng)和五板系統(tǒng)為例介紹軟件的求解過程及求解結(jié)果。最后設(shè)計(jì)完成兩蜂窩結(jié)構(gòu)板系統(tǒng)的耦合損耗因子測(cè)量試驗(yàn)和結(jié)構(gòu)沖擊試驗(yàn)。通過傳統(tǒng)的耦合損耗因子測(cè)量方法進(jìn)行試驗(yàn),處理試驗(yàn)結(jié)果,求得真... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

星箭分離

.1. 課題研究的背景和意義第一顆人造地球衛(wèi)星“人造地球衛(wèi)星 1 號(hào)”于 1957 年 10 月 4 日由蘇聯(lián)發(fā)空，近年來，航天事業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展階段，航天器面臨的環(huán)境條件[1-3]要求也越復(fù)雜。航天器從發(fā)射到升空再到進(jìn)入預(yù)定軌道，要經(jīng)歷一系列復(fù)雜的力學(xué)環(huán)境。分離便是其中極其重要的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到火箭發(fā)射任務(wù)的成敗，對(duì)這一沖境的研究具有極其重要的意義。星箭分離（如圖 1-1）主要有兩種形式：火工（爆炸裝置如圖 1-2）和非火工分離，目前，我國(guó)大部分采用火工品爆炸分離，火工品裝置爆炸會(huì)在臨近結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生劇烈的瞬態(tài)沖擊加速度響應(yīng)[4-7]�；鸸ふ〞r(shí)會(huì)產(chǎn)生高頻的沖擊載荷，并會(huì)放出很高的能量，爆炸瞬間產(chǎn)生一高頻、值的瞬態(tài)響應(yīng)，作用時(shí)間僅為幾毫秒，頻率可達(dá)2 610 ~10 Hz。這一沖擊環(huán)境造成敏感電子儀器設(shè)備損傷甚至破壞，影響整個(gè)航天器的正常工作。NASA統(tǒng)析了 1963-1985 年間的航天器故障，其中有 63 次是由于火攻沖擊工環(huán)境引起故障總數(shù)的 71%[8-9]。

研究子系統(tǒng)之間的功率流，用能含有高頻、高模態(tài)密度的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)問題，設(shè)便是穩(wěn)態(tài)，所以把統(tǒng)計(jì)能量分析方法應(yīng)用重要的研究領(lǐng)域，這便是本課題的意義所在�，F(xiàn)狀分析初發(fā)展起來了“統(tǒng)計(jì)能量分析”（Statistical 是解決高頻、高模態(tài)問題的重要工具。“統(tǒng)計(jì)成小的子系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)用各動(dòng)力學(xué)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)意義上的隨機(jī)變量，進(jìn)而構(gòu)成統(tǒng)計(jì)意義來描述系統(tǒng)所處的動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，引入系統(tǒng)間系統(tǒng)的相互作用。根據(jù)統(tǒng)計(jì)能量結(jié)果將其換�！胺治觥钡暮x是強(qiáng)調(diào)統(tǒng)計(jì)能量法是一種、內(nèi)損耗因子和耦合損耗因子等結(jié)構(gòu)參數(shù)來示意圖如圖 1-3。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于能量有限元法和虛擬模態(tài)綜合法的高頻沖擊響應(yīng)分析方法[J]. 陳兆林,楊智春,王用巖,張新平.  航空學(xué)報(bào). 2018(08)
[2]基于激光激勵(lì)的火工沖擊響應(yīng)及其特性研究[J]. 王錫雄,秦朝燁,丁繼鋒,張志研,褚福磊.  宇航學(xué)報(bào). 2018(04)
[3]瞬態(tài)統(tǒng)計(jì)能量分析法中動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差分析[J]. 宋海洋,于開平,李向陽(yáng),韓敬永.  艦船科學(xué)技術(shù). 2016(07)
[4]航天器火工沖擊技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 丁繼鋒,趙欣,韓增堯.  宇航學(xué)報(bào). 2014(12)
[5]基于FE-SEA混合法的飛行器結(jié)構(gòu)聲振響應(yīng)分析與試驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 張國(guó)軍,閆云聚,李鵬博.  空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[6]航天器中頻力學(xué)環(huán)境預(yù)示研究進(jìn)展[J]. 朱衛(wèi)紅,馬興瑞,韓增堯.  航天器工程. 2014(01)
[7]航天器全頻域力學(xué)環(huán)境預(yù)示技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 鄒元杰,韓增堯,張瑾.  力學(xué)進(jìn)展. 2012(04)
[8]統(tǒng)計(jì)能量法在船舶艙室噪聲預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[J]. 邵亮.  艦船科學(xué)技術(shù). 2012(05)
[9]航天器力學(xué)環(huán)境分析與條件設(shè)計(jì)研究進(jìn)展[J]. 馬興瑞,韓增堯,鄒元杰,丁繼鋒.  宇航學(xué)報(bào). 2012(01)
[10]統(tǒng)計(jì)能量分析法在爆炸分離沖擊響應(yīng)預(yù)示中的應(yīng)用[J]. 王軍評(píng),毛勇建,黃含軍,董龍雷.  航天器環(huán)境工程. 2011(05)

碩士論文
[1]基于統(tǒng)計(jì)能量法的結(jié)構(gòu)瞬態(tài)響應(yīng)分析理論與仿真[D]. 李豐收.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]復(fù)合板的統(tǒng)計(jì)能量建模分析及驗(yàn)證[D]. 楊雨超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3068205