本文關鍵詞：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)射過程中的振動環(huán)境非常惡劣,來自各個方向的振動激勵頻譜極寬,衛(wèi)星極易遭到破壞而導致發(fā)射任務失敗。衛(wèi)星的結構復雜,通過衛(wèi)星結構設計優(yōu)化達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�；诠こ虒嶋H的迫切需要,星箭隔振技術相關研究日漸興起。星箭隔振通過修改星箭界面適配器的結構,或是將隔振裝置放入原適配器與星箭連接面之間以實現(xiàn)減振隔振。目前主動隔振技術是星箭隔振研究的熱點,但主動隔振可靠性低,因此可靠性更高的被動隔振更能適應當下的星箭隔振需求。基于被動隔振技術,本文提出了一種將六自由度隔振平臺和錐殼組合成隔振適配器的方案。針對這種組合式隔振適配器的核心——Stewart隔振平臺,采用Newton-Euler法建立了考慮基礎激勵的一般構型平臺動力學方程,并根據(jù)星箭界面微振動的特點,對方程進行了簡化。通過對平臺剛度矩陣的參數(shù)化描述,得到了對稱構型平臺的參數(shù)化動力學方程,并建立了隔振平臺的多體動力學仿真模型,在ADAMS軟件中對其進行了模態(tài)和振動響應分析,驗證了理論建模的正確性,進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立的兩個二自由度方程和兩個單自由度方程。采用振動理論相關方法推導各階固有頻率的解析解,據(jù)此研究了設計參數(shù)對固有頻率的影響規(guī)律,總結了平臺固有頻率設計的一般原則,使隔振平臺的固有頻率配置有很強的可設計性,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)各個方向上的傳遞函數(shù),以此為基礎,研究了平臺主要設計參數(shù)對軸向和橫向振動傳遞率的影響規(guī)律,并給出了傳遞率參數(shù)化設計的一般原則,使隔振平臺的傳遞率配置具有可設計性。利用ABAQUS軟件建立了隔振適配器有限元模型,并對其進行模態(tài)分析、諧響應分析,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,與剛體假設下的理論模型分析對比,總結了結構柔性對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,進行模態(tài)分析和諧響應分析,將其隔振特性與隔振適配器進行分析對比,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)。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V423

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