本文關(guān)鍵詞：航天產(chǎn)品環(huán)境工程技術(shù)的新進(jìn)展——簡介第47屆美國IES年會的學(xué)術(shù)論文，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》 2008年

航天器結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動響應(yīng)等效為準(zhǔn)靜態(tài)載荷的方法研究

李興超  

【摘要】： 隨著我國航天事業(yè)的快速發(fā)展,對航天器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部門提出了“快、好、省”的要求,以盡量縮短研制周期、減少航天器質(zhì)量、提高航天器可靠性。載荷對航天器結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)最為重要,在發(fā)射階段航天器結(jié)構(gòu)受到的載荷最為嚴(yán)重,隨機(jī)振動載荷是該階段航天器受到的主要載荷。如何對航天器發(fā)射階段隨機(jī)振動載荷進(jìn)行處理來進(jìn)行處理來指導(dǎo)指標(biāo)分配,一直是亟待攻克的技術(shù)難題,其中關(guān)鍵技術(shù)就是將其等效化為準(zhǔn)靜態(tài)載荷。 本文從基于單自由度結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動響應(yīng)等效的Miles公式出發(fā),結(jié)合模態(tài)分析中的模態(tài)參與質(zhì)量分析技術(shù),對Miles公式進(jìn)行改進(jìn),使其能夠適用于多自由度復(fù)雜結(jié)構(gòu),并且盡量反映結(jié)構(gòu)在整帶寬隨機(jī)載荷激勵下的響應(yīng)。以某型號衛(wèi)星主要結(jié)構(gòu)為對象采用有限元分析法求解模型的各階模態(tài)參與質(zhì)量,進(jìn)而應(yīng)用改進(jìn)Miles公式進(jìn)行隨機(jī)振動響應(yīng)準(zhǔn)靜態(tài)載荷等效。 為驗(yàn)證等效方法的正確性,將某型號衛(wèi)星等效的準(zhǔn)靜態(tài)載荷結(jié)果和有限元法與統(tǒng)計(jì)能量分析法(SEA)得出的全頻段響應(yīng)預(yù)示進(jìn)行對比分析。分析某型號衛(wèi)星的主要結(jié)構(gòu),確定有限元單元類型,利用1/4波動理論確立網(wǎng)格的大小,建立某型號衛(wèi)星的有限元模型。利用有限元分析軟件MSC.Nastran進(jìn)行隨機(jī)振動響應(yīng)分析,得到某型號衛(wèi)星模型的低頻段隨機(jī)振動激勵下的加速度響應(yīng)。 研究高頻段隨機(jī)振動結(jié)構(gòu)響應(yīng)的統(tǒng)計(jì)能量分析法,建立某型號衛(wèi)星的SEA模型,確定參數(shù)后計(jì)算各子系統(tǒng)的內(nèi)損耗因子、耦合損耗因子及模態(tài)密度,利用通用統(tǒng)計(jì)能量分析商用軟件AutoSEA對該型號衛(wèi)星高頻段隨機(jī)振動結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行預(yù)示。彌補(bǔ)了有限元法分析高頻隨機(jī)振動結(jié)構(gòu)響應(yīng)時對結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)敏感問題。 通過結(jié)果對比證明,本文提出的等效方法對航天器設(shè)計(jì)初期階段的隨機(jī)振動載荷響應(yīng)進(jìn)行等效和預(yù)示具有一定參考意義。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：V414.5
【目錄】：

摘要3-4

Abstract4-8

第1章 緒論8-16

1.1 課題來源及背景8-9

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14

1.2.1 隨機(jī)振動理論發(fā)展概況9-10

1.2.2 航天器結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動響應(yīng)預(yù)示技術(shù)研究現(xiàn)狀10-14

1.3 本文研究的主要內(nèi)容14-16

第2章 隨機(jī)振動響應(yīng)等效理論及其改進(jìn)16-27

2.1 航天器隨機(jī)振動激勵載荷16

2.2 隨機(jī)振動激勵理論16-19

2.2.1 隨機(jī)過程的描述17-18

2.2.2 隨機(jī)激勵的響應(yīng)18-19

2.3 單自由度隨機(jī)振動激勵模型19-21

2.3.1 單自由度模型數(shù)值結(jié)果20

2.3.2 數(shù)值結(jié)果與等效結(jié)果對比20-21

2.4 Miles公式的改進(jìn)21-22

2.5 兩自由度系統(tǒng)的隨機(jī)振動響應(yīng)及等效22-25

2.5.1 隨機(jī)振動響應(yīng)的模態(tài)疊加法22-24

2.5.2 兩自由度系統(tǒng)的隨機(jī)振動響應(yīng)結(jié)果及等效對比24-25

2.6 本章小結(jié)25-27

第3章 基于有限元法的低頻段隨機(jī)振動結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析27-47

3.1 有限元分析軟件MSC.Nastran介紹27-28

3.2 某型號衛(wèi)星結(jié)構(gòu)分析及其建模28-31

3.2.1 某型號衛(wèi)星結(jié)構(gòu)分析28-29

3.2.2 某型號衛(wèi)星模型單元選擇29-30

3.2.3 建立某型號衛(wèi)星的有限元模型30-31

3.3 某型號衛(wèi)星的模態(tài)及模態(tài)參與質(zhì)量分析31-37

3.3.1 模態(tài)分析方法32

3.3.2 模態(tài)參與質(zhì)量分析32-34

3.3.3 某型號衛(wèi)星模態(tài)分析及模態(tài)參與質(zhì)量結(jié)果34-37

3.4 某型號衛(wèi)星模型的隨機(jī)振動響應(yīng)分析37-46

3.4.1 頻率響應(yīng)分析37-40

3.4.2 隨機(jī)振動有限元分析40-41

3.4.3 某型號衛(wèi)星模型低頻段隨機(jī)振動響應(yīng)分析結(jié)果41-46

3.5 本章小結(jié)46-47

第4章 基于統(tǒng)計(jì)能量分析法的高頻隨機(jī)振動結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析47-61

4.1 統(tǒng)計(jì)能量法基本理論47-50

4.2 某型號衛(wèi)星統(tǒng)計(jì)能量分析法的基本參數(shù)確定50-54

4.2.1 模態(tài)密度估算50-52

4.2.2 內(nèi)損耗因子確定52-53

4.2.3 耦合損耗因子估算53-54

4.3 子系統(tǒng)的平均動響應(yīng)54

4.4 利用AutoSEA建立某型號衛(wèi)星模型及分析54-59

4.4.1 利用AutoSEA建立某型號衛(wèi)星模型55-57

4.4.2 某型號衛(wèi)星模型高頻段隨機(jī)振動響應(yīng)分析結(jié)果57-59

4.5 某型號衛(wèi)星全頻段仿真結(jié)果與改進(jìn)等效結(jié)果對比59-60

4.6 本章小結(jié)60-61

結(jié)論61-63

參考文獻(xiàn)63-68

致謝68

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【引證文獻(xiàn)】

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【參考文獻(xiàn)】

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4 鐘星鳴;;建筑結(jié)構(gòu)中有限元分析技術(shù)的教學(xué)應(yīng)用研究[J];企業(yè)技術(shù)開發(fā);2011年13期

5 王彬男;;某型支架搬運(yùn)車后橋花鍵軸斷裂失效有限元分析[J];農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程;2011年08期

6 孟凡林;孟祥瑞;徐德英;劉敏;劉子鑫;王萬利;;SAP2000在大跨空間結(jié)構(gòu)抗震分析設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào);2011年04期

7 丁艷偉;楊平;;船體桁材開孔后的極限強(qiáng)度研究[J];船海工程;2011年03期

8 李順江;程鵬飛;;方形固支平膜片彈性特性分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新;2011年04期

9 張秀芹;;齒輪泵標(biāo)準(zhǔn)齒輪的有限元分析[J];汽車零部件;2011年03期

10 何斌;智小琦;尹芳;紀(jì)彩華;李海軍;;鋼管混凝土復(fù)合構(gòu)件抗爆性能分析[J];機(jī)械;2011年08期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蘇佳燦;張春才;禹寶慶;陳學(xué)強(qiáng);吳建國;丁祖泉;;髖臼三維有限元模型的建立[A];第十三屆全國中西醫(yī)結(jié)合骨傷科學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2005年

2 蘇佳燦;張春才;王家林;許碩貴;禹寶慶;紀(jì)方;陳學(xué)強(qiáng);吳建國;丁祖泉;;髖臼三維有限元模型的建立[A];2008年上海市醫(yī)用生物材料研討會論文匯編[C];2008年

3 蒙占彬;;自升式海洋平臺整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有限元分析[A];渤海灣油氣勘探開發(fā)工程技術(shù)論文集（第十三集）[C];2008年

4 周長路;楊振毅;;有限元分析在鼓式制動器底板設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[A];創(chuàng)新發(fā)展——河南省第五屆學(xué)術(shù)年會論文選集[C];2009年

5 馬浩;王豐元;紀(jì)國清;王慧;;載重車驅(qū)動橋橋殼有限元分析[A];第二屆中國CAE工程分析技術(shù)年會論文集[C];2006年

6 趙麗濱;董沛;張建宇;;某連接結(jié)構(gòu)固定銷的疲勞壽命估算[A];北京力學(xué)會第13屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

7 白釗;馬平;胡愛玲;林慶文;;應(yīng)用有限元方法對高速電主軸的優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];第三屆全國流體傳動及控制工程學(xué)術(shù)會議論文集（第二卷）[C];2004年

8 楊汝;牛文鑫;丁祖泉;高建新;;完整股骨有限元建立及其應(yīng)用于正常站立位生物力學(xué)分析[A];中國生物醫(yī)學(xué)工程進(jìn)展——2007中國生物醫(yī)學(xué)工程聯(lián)合學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2007年

9 張紅旗;;鋼筋混凝土梁非線性分析在ANSYS中的實(shí)現(xiàn)[A];第六屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2006年

10 高軒能;吳麗麗;;拱型波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)均勻受壓局部屈曲的有限元分析[A];鋼結(jié)構(gòu)工程研究（四）——中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與疲勞分會2002年學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2002年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳月根;[N];中國航天報(bào);2001年

2 通訊員 胡平;[N];中國船舶報(bào);2002年

3 本報(bào)記者 佐岸;[N];中華讀書報(bào);2003年

4 記者 吳秀霞;[N];中國船舶報(bào);2010年

5 記者 楊駿;[N];新華每日電訊;2005年

6 通訊員 羅劍王玨廈門記者站 史蔓蓉;[N];中國旅游報(bào);2003年

7 朱文;[N];中國汽車報(bào);2000年

8 李守成;[N];中國汽車報(bào);2003年

9 張國權(quán);[N];中國國防報(bào);2003年

10 本報(bào)記者 黃智軍;[N];計(jì)算機(jī)世界;2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 尉飛;局部非線性結(jié)構(gòu)分析方法及其在航天器結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

2 尉飛;局部非線性結(jié)構(gòu)分析方法及其在航天器結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

3 梁仕華;土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的極限分析法及大變形固結(jié)有限元分析[D];浙江大學(xué);2004年

4 陳書明;轎車中高頻噪聲預(yù)測與控制方法研究[D];吉林大學(xué);2011年

5 劉云平;航天器多體系統(tǒng)姿態(tài)動力學(xué)與控制的研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

6 張蔚波;基于子系統(tǒng)分析的多維耦合系統(tǒng)功率流傳遞特性研究[D];山東大學(xué);2003年

7 袁泉;生物瓣膜瓣葉性能優(yōu)化及瓣架成型加工方法研究[D];山東大學(xué);2008年

8 張致媛;跖骨遠(yuǎn)端截骨術(shù)治療拇外翻的X線測量、前足底壓力改變及有限元分析[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2009年

9 王三德;水下復(fù)雜彈性殼體的相似性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

10 馬改陵;載重子午線輪胎橡膠材料時滯特性引起的滾動阻力分析[D];北京化工大學(xué);2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙雪松;竹材曲面受壓過程的有限元分析[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

2 蔣海江;起升動載激勵下門座起重機(jī)臂架系統(tǒng)動態(tài)特性研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

3 李景奎;直線滾動導(dǎo)軌結(jié)合面對機(jī)床動態(tài)特性影響的研究[D];東北大學(xué);2006年

4 徐棟;電磁鉚接過程鉚釘變形分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

5 劉偉;特大斷面地下洞室開挖的熱流固耦合有限元分析[D];天津大學(xué);2006年

6 張懷章;壓型鋼板—砼組合樓板火災(zāi)行為的數(shù)值模擬研究[D];天津理工大學(xué);2007年

7 李秋紅;三軸轉(zhuǎn)臺有限元結(jié)構(gòu)分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

8 黃俊;輕骨料混凝土的斷裂行為研究[D];武漢理工大學(xué);2007年

9 姜宏春;金屬波紋管機(jī)械密封中波紋管的有限元分析[D];北京化工大學(xué);2007年

10 李志勛;LT3242重型自卸車車架結(jié)構(gòu)有限元分析[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：航天產(chǎn)品環(huán)境工程技術(shù)的新進(jìn)展——簡介第47屆美國IES年會的學(xué)術(shù)論文，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：137605