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某卫星轴向推力器三角架动力学分析

作　者: 曹亮
导　师: 雷勇军
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 航天工程
关键词: 推力器三角架 结构动力学 灵敏度分析 结构构型优选
分类号: V414.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 34次
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内容摘要


推力器三角架的动力学特性与响应直接影响其有效载荷的动力学环境,因此采用局部附加被动约束阻尼层方案对其进行振动减振设计。但是在试验中却发现附加约束阻尼层后支架响应反而出现放大现象。本文以此反常现象为背景,利用商用软件分析了推力器三角架的动力学特性与响应,在此基础上进行结构参数灵敏度分析,从中寻找响应放大原因。并以抑制结构振动为目的,采用不同方法对三角架进行选型优化分析,最终提出三种减振方案。论文工作对卫星推力器三角架以及其它有效载荷支架结构工程设计具有一定的参考意义,主要工作如下:建立了推力器三角架的有限元模型,采用理论与试验相结合的方法验证有限元分析模型的正确性。并对推力器三角架结构的动特性及动响应进行分析,给出了推力器三角架的各阶固有频率及振型和关键点处的动响应情况。以轴向推力器三角架关键点的频率响应幅值为目标,研究19种可能影响因素在可行域内的动响应变化规律及灵敏度,分析结果表明响应放大现象是由几种影响因素作用效果的叠加所引起的。从改进约束阻尼层结构形式、加强板结构形式和填充聚氨酯泡沫材料等三方面对推力器三角架结构进行减振设计研究。并对以上方案的减振效果进行了分析比较,结果表明这些减振方案都达到了一定程度的减振效果,且各有优点,可根据实际情况选择。

全文目录


摘要  10-11
ABSTRACT  11-12
第一章 绪论  12-18
  1.1 研究背景和意义  12-13
  1.2 约束阻尼层研究进展和工程应用  13-17
    1.2.1 约束阻尼层国内外研究进展  13-15
    1.2.2 约束阻尼层工程应用情况  15-17
  1.3 本文主要研究内容  17-18
第二章 轴向推力器三角架有限元建模  18-28
  2.1 轴向推力器三角架有限元模型建立  19-22
    2.1.1 三角支架有限元模型介绍  19-20
    2.1.2 轴向推力器有限元模型介绍  20-21
    2.1.3 其他结构有限元模型介绍  21-22
  2.2 轴向推力器三角架结构本征值问题研究  22-27
  2.3 本章小结  27-28
第三章 轴向推力器三角架有限元模型验证  28-42
  3.1 环形截面约束阻尼层结构有限元建模方法验证  28-33
    3.1.1 环形截面约束阻尼梁动力学分析  28-32
    3.1.2 环形截面约束阻尼层结构建模方法理论验证  32-33
  3.2 轴向推力器三角架有限元分析模型验证  33-40
    3.2.1 轴向推力器三角架组件级试验条件介绍  33-35
    3.2.2 轴向推力器三角架有限元建模方法试验验证  35-40
  3.3 本章小结  40-42
第四章 轴向推力器三角架响应影响因素分析  42-77
  4.1 轴向推力器三角架约束阻尼层结构参数影响  42-60
    4.1.1 基层材料弹性模量影响分析  42-47
    4.1.2 基层铺材料层角度影响分析  47-49
    4.1.3 基层厚度影响分析  49-52
    4.1.4 阻尼层材料损耗因子影响分析  52-54
    4.1.5 阻尼层材料剪切模量影响分析  54-55
    4.1.6 阻尼层厚度影响分析  55-56
    4.1.7 约束层材料弹性模量影响分析  56-57
    4.1.8 约束层材料铺层角度影响分析  57-59
    4.1.9 约束层厚度影响分析  59-60
  4.2 轴向推力器三角架组件级试验方法影响  60-67
    4.2.1 肼管路与三角支架连接刚度影响分析  60-62
    4.2.2 推力器安装支架装配影响分析  62-64
    4.2.3 三角支架与工装板强迫装配影响分析  64-66
    4.2.4 振动台控制方式影响分析  66-67
  4.3 轴向推力器三角架其他结构影响  67-76
    4.3.1 推力器质量影响分析  68-69
    4.3.2 推力器质心位置影响分析  69-71
    4.3.3 阻尼层和约束层对接口影响分析  71-72
    4.3.4 加强碳板刚度损失影响分析  72-73
    4.3.5 结构制造误差影响分析  73-74
    4.3.6 约束阻尼层脱粘影响分析  74-76
  4.4 本章小结  76-77
第五章 轴向推力器三角架改进方案研究  77-88
  5.1 轴向推力器三角架约束阻尼层结构形式改进方案研究  77-80
    5.1.1 约束阻尼层结构形式对模态阻尼的影响分析  78-79
    5.1.2 约束阻尼层结构形式对频率响应的影响分析  79-80
  5.2 轴向推力器三角架加强碳板结构形式改进方案研究  80-83
    5.2.1 加强碳板结构形式对模态阻尼影响分析  80-81
    5.2.2 加强碳板结构形式对频率响应影响分析  81-83
  5.3 轴向推力器三角架填充硬质聚氨酯泡沫塑料改进方案研究  83-87
    5.3.1 填充聚氨酯材料对模态阻尼影响分析  84-85
    5.3.2 填充聚氨酯材料对频域响应影响分析  85-87
  5.4 本章小结  87-88
结束语  88-90
致谢  90-91
参考文献  91-95
作者在学期间取得的学术成果  95

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中图分类: > 航空、航天 > 航天（宇宙航行） > 基础理论及试验 > 航天器结构力学 > 结构分析与计算
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