整星減振、隔振技術(shù)能夠有效地改善衛(wèi)星發(fā)射過程中的振動(dòng)環(huán)境。設(shè)計(jì)減振和隔振系統(tǒng),必然要綜合考慮其與衛(wèi)星、運(yùn)載火箭整體的耦合作用。無論是采用減振還是隔振技術(shù)措施,均會(huì)在一定程度上改變?nèi)到y(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性。動(dòng)力學(xué)特性的變化有可能對(duì)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(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)的基頻最低可達(dá)到1赫茲左右,并且模態(tài)密集,衛(wèi)星的基頻最低可達(dá)到10赫茲以下。振動(dòng)抑制對(duì)象的大柔性特點(diǎn)也為相對(duì)獨(dú)立的傳統(tǒng)隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)、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(duì)象,研究整星減振、隔振與整星及全箭間動(dòng)態(tài)特性的相互影響,從全箭的角度研究減振隔振技術(shù)方案的分析和設(shè)計(jì)。本文首先歸納總結(jié)了約束阻尼建模技術(shù)和分析方法,并根據(jù)整星減振、隔振的工程應(yīng)用特點(diǎn),建立了星箭連接支架和能夠描述多種構(gòu)型隔振平臺(tái)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(jié)構(gòu)混合坐標(biāo)建模方法。并提取了描述一般隔振裝置動(dòng)力學(xué)特性的特征參數(shù)。本文應(yīng)用矩陣特征值攝動(dòng)方法,建立了約束阻尼層附加剛度和質(zhì)量與星箭固有特性變化的關(guān)系,研究了附加約束阻... 

【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

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【圖文】：

全尺寸支架附加約束阻尼層減振Figure1-1Full-scalePAFTestwithCDLTreatment

圖 1-2 整星隔沖擊環(huán)圖 圖 1-3 插入式隔振裝置（約束阻尼筋板）Figure 1-2 Whole-spacecraft Shock Isolation System Figure 1-3 Insert-Isolation Payload Adaptor1.2.3 減、隔振技術(shù)對(duì)全箭動(dòng)態(tài)特性影響的研究方法研究衛(wèi)星/運(yùn)載火箭系統(tǒng)采用減振技術(shù)或隔振技術(shù)后的動(dòng)態(tài)特性能否滿足工程要求可以通過建立精細(xì)的數(shù)學(xué)模型經(jīng)過計(jì)算和分析星箭系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型來獲得系統(tǒng)較為精確的各個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù)，可歸結(jié)為結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)修改重分析問題（DynamicReanalysis，Structural Modification or Updating），或者通過大量試算來進(jìn)行校核。其逆問題，即設(shè)計(jì)減振和隔振方案的特征參數(shù)以滿足星箭系統(tǒng)的動(dòng)特性要求，則可以歸結(jié)為在給定星箭系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的約束條件下，優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)的問題。衛(wèi)星和運(yùn)載火箭的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要獲得精細(xì)的數(shù)學(xué)模型必然引入數(shù)量龐大的運(yùn)動(dòng)自由度。求解系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)則需要進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)值計(jì)算，而減振隔振的設(shè)計(jì)參數(shù)也同時(shí)湮沒在數(shù)值計(jì)算的過程中，無法給出設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性影響的歷程。對(duì)于逆問題的求解一般依賴于迭代計(jì)算，動(dòng)態(tài)參數(shù)對(duì)于設(shè)計(jì)參數(shù)的影響也無從追蹤。1.2.3.1 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)修改的重分析方法概況“結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)修改”是以結(jié)構(gòu)振動(dòng)特征值問題的高效重分析方法和結(jié)構(gòu)（修改）

加約束阻尼層筋板提供[36]（圖1-3）。整星隔振的完全主動(dòng)控制方案，目前還沒有文獻(xiàn)報(bào)道，但多自由度主動(dòng)作動(dòng)平臺(tái)及控制方法已研制開發(fā)成功，并已成功應(yīng)用在航天器的高精密設(shè)備（如高精度光學(xué)平臺(tái)等）的定位和振動(dòng)的主動(dòng)隔離[37,38]。其它新穎的星載設(shè)備主動(dòng)隔振方案也正在進(jìn)行研究和測(cè)試[39~47]，這方面的研究也為整星主動(dòng)隔振應(yīng)用提供了技術(shù)支持和技術(shù)儲(chǔ)備。美國CSA公司與Air Force Rearch Laboratory在沖擊環(huán)被動(dòng)隔振方案基礎(chǔ)上附加了主動(dòng)控制電磁作動(dòng)器，目的在于增加由低剛度引起的低頻模態(tài)的阻尼[39]。Larry Dewell等研制并研究了由非接觸式（磁控）傳感器和作動(dòng)器組成的主動(dòng)控制系統(tǒng)，用于TerristrialPlanetFinder（TPF）飛行器上可見光日冕觀測(cè)儀的高精度指向（指向精度4 milli-arcseconds）和振動(dòng)隔離（光學(xué)抖動(dòng)小于5nm）。這組隔振器構(gòu)成的系統(tǒng)其隔振頻率最低可達(dá)到零赫茲，且隔振性能不受傳感器特性的限制[40,41]。2006 年12 月，美國“Tactical Satellite 2（Tacsat-2）”衛(wèi)星成功發(fā)射

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]結(jié)構(gòu)拓?fù)湫薷膭?dòng)力學(xué)重分析方法的研究[D]. 何建軍.西北工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3116514