振動試驗中的力限制方法研究.pdf

1、傳統(tǒng)的航天器振動試驗，通常是按照制定好的試驗條件來控制試件底部的加速度輸入來考核試件承受發(fā)射過程中的力學(xué)環(huán)境的能力。而這種試驗條件的制定，是通過對實際飛行測得的或有限元計算得到的試件與安裝結(jié)構(gòu)界面處加速度響應(yīng)的峰值進行包絡(luò)得到的。這種包絡(luò)的方法，并未考慮試件在實際工作狀態(tài)下由于動力吸振效應(yīng)導(dǎo)致試件固有頻率處響應(yīng)量級低的情況，使得試驗過程中在試件的固有頻率處的加速度輸入比實際情況高出許多倍，從而產(chǎn)生嚴重的過試驗，易對試件造成損壞。本文正是

2、針對這一問題，對近年來國際上采用的力限制試驗方法進行了研究。這種試驗方法是在控制加速度輸入的基礎(chǔ)上，通過監(jiān)測和限制試件和振動臺之間的支反力，使其更符合試件在實際工作環(huán)境下的受力來減輕過試驗的。本文的主要工作包括：
　　(1)通過推導(dǎo)耦合系統(tǒng)在基礎(chǔ)激勵下絕對加速度頻響函數(shù)，驗證了耦合系統(tǒng)存在動力吸振效應(yīng)，并研究了其與兩振子質(zhì)量比、阻尼比和固有頻率比值等參數(shù)之間的關(guān)系；通過負載振子在實際工作狀態(tài)下與在振動臺振動試驗過程中的界面支反力的

3、比較，解釋了傳統(tǒng)振動試驗中過試驗產(chǎn)生的機理。
　　(2)在結(jié)構(gòu)機械阻抗的研究中，對于結(jié)構(gòu)視在質(zhì)量的計算，提出了通過在界面處添零質(zhì)量塊求解受基礎(chǔ)激勵的系統(tǒng)約束界面處的視在質(zhì)量的方法；通過對系統(tǒng)在界面力作用下運動方程的推導(dǎo)，得到了系統(tǒng)等效的并聯(lián)振子模型；通過對一個四自由度系統(tǒng)機械阻抗的仿真求解，驗證了系統(tǒng)機械阻抗的求解算法和通過有效質(zhì)量來判斷重要模態(tài)的結(jié)論。
　　(3)由于實際飛行過程中的界面力數(shù)據(jù)無法測得，本文在對試件和支撐系