星箭隔振適配器參數(shù)特性分析與隔振性能研究.pdf

1、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)。基于工程實(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

2、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

3、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

4、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