细长体试件两点激励振动试验形式的选择与分析

目的明确细长体试件最合适的两点激励试验形式。方法针对某细长体试件的不同试验形式设计了不同的试验夹具,随后针对试件和夹具开展有限元模态分析,并进行两种形式的两点激励振动试验,研究细长体试件在两点激励振动试验中采用不同试验形式时的动力学响应差异。结果模态分析和试验结果表明,试件和夹具组合体在柔性悬挂方式下依然正确反应了试件本身的模态特性,而在夹具固定方式下模态特性却发生了明显改变。结论细长体试件的两点激励振动试验更适合采用柔性悬挂方式进行。     

典型机载设备加速振动试验应用方法研究

目的为了提高加速振动试验方法在高新军用装备中工程化应用的准确性和可操作性。方法由于在合理的加速等级下,较大的振动能量可能导致试件局部振动疲劳累积损伤机理发生改变,因此在传统加速振动试验中充分评估结构试件的频率响应特性,得出一种修正的加速振动试验方法。首先结合计算机辅助分析手段对试件进行模态分析及频率响应分析,识别试件的薄弱部位。其次利用结构动力学特性测试手段,对薄弱部位的实测动态特性进行分析,并对超出加速响应限的加速度幅值进行修正。结果以典型的机载设备结构作为研究对象,将试件薄弱部位的频率响应幅值控制在合理的放大系数范围内,保证加速破坏机理的一致性,修改后加速振动试验结果与长周期正常等级振动试验结果特征一致。结论该方法符合国军标中振动试验方法的有关规定,可在装备研制过程中对设备结构部件的加速振动试验加以工程化应用。     

基于模态实验的细长体两点激振试验方案的制定

目的细长体两点激振试验方案中,更好地选择激励位置、控制位置和悬挂点的位置。方法制定两点激振试验方案时需要参考试件的模态信息。结果根据试验方案的确定方法和模态试验理论,利用试件模型的模态试验结果,建立了一种试验方案制定时的激振位置、控制位置、悬挂位置计算方法,量化了试验方案的确定方法。结论通过两种试验方案控制位置、悬挂位置计算数值的对比,可以直观地对比不同试验方案的优劣,有利于两点激振试验方案的制定和选择。     

典型锥形结构两点响应控制试验研究

目的研究小长径比结构进行两点振动响应控制时的可行性,提升地面振动模拟真实性。方法针对一长径比约3:1的短圆锥结构,首先以圆锥表面气动载荷为振动输入载荷,通过数值仿真获得结构在自由状态下内部两点的加速度功率谱密度曲线,再采用激励杆和激励板的形式进行两点激励加载,控制要求的两点加速度响应。将真实响应的控制结果与常用梯形谱的控制结果进行对比,分析控制的有效性及结果的合理性。结果通过对比不同的两点激励加载部位,发现振动控制效果会存在明显差异,以仿真的结构响应作为振动控制谱,具有良好的振动控制效果,实际控制的功率谱密度曲线只在局部"谷"的地方和低频段出现超差,实际均方根值与要求均方根值差异较小。结论以仿真得到的结构内部响应作为振动控制谱,可以提高结构地面振动考核的真实性。当振动激励部位选择合适时,对于小长径比结构,也可以得到良好的控制效果。     

含复杂管路的某机构模态参数识别研究

目的获取复杂结构产品的模态参数及动态性能。方法采用基于冲击激励的试件自由模态分析试验,综合分析频响函数曲线幅值,确定局部结构模态频率点,利用半功率带宽法和专用分析软件分别计算模态阻尼比和模态振型。结果识别出影响某机构动态性能关键部件的模态参数。结论发现机构外壳模态频率远离冷却装置频率点,冷却管一阶横向模态由自身结构特性产生,二阶及纵向模态由减压阀模态引起。气体导管的动态特性主要受冷却装置模态的影响。     

基于振动台试验的结构模态参数辨识

根据采用振动台环境试验数据,得到了以振动台台面与被测对象之间连接点为激励点,测点为响应点的被测结构频率响应函数,从而获得了结构的模态参数。以模态试验的结果作为衡量标准,验证了利用振动试验的力控数据进行模态分析的正确性和可行性。     

振动夹具的测试方法研究

振动试验夹具是将振动台的运动和能量传递到试验件上的连接装置,夹具动力学特性的好坏直接影响着试验结果的可信程度。探讨了振动夹具的一般设计要求,提供了一种通用的夹具测试方法,并以某型外挂挂飞振动夹具测试过程为例加以说明。     

典型仪器支架动力学管控方法研究

航天工程中普遍采用支架进行设备的安装,但是支架对振动环境的严重放大会影响设备的工作可靠性,给飞行器飞行带来极大隐患,需要开展典型支架的动力学管控方法研究。提出面向支架动特性管控的动力学特性指标,可以全面表征仪器支架在随机振动激励下的动力学特性,并可据此构造优化目标,以对支架动力学特性进行有效管控。提出典型仪器支架的动力学管控方法,实现了将支架动特性设计融入支架结构设计流程中。针对一种典型的仪器支架开展了随机振动试验与有限元仿真分析,验证了随机振动响应预示方法的准确性,并以此为基础,对其进行了动力学管控。以某型支架为对象开展的动力学管控,将支架上相对安装基础的振动量级放大倍数从4.2降低到1.67。结果表明,提出的典型仪器支架动力学管控方法可在研制初期改善仪器支架的动力学特性,对提高飞行器可靠性和环境适应性具有重要意义。     

高超声速导弹随机振动响应分析

目的 研究某高超声速导弹飞行过程中的振动状态,获得导弹在给定压力载荷下的振动响应特性。方法结合有限元分析、随机振动理论,利用三维软件构建导弹有限元模型,并在Ansys Workbench平台对其进行模态分析及谐响应分析。基于模态分析结果,对导弹进行随机振动响应试验,探究导弹在频域及力学上的振动响应特征。结果 计算得出导弹前六阶固有频率和振型,获得导弹上一检测点在给定振动激励载荷下的加速度响应曲线,并得到导弹整体结构的应力分布云图。结论 导弹模型强度符合要求,导弹在振动激励载荷下的加速度响应峰值均出现在380~400Hz,应力极值出现在导弹尾部区域,在此区域内,导弹更易产生结构性损伤。在飞行器地面环境模拟试验中,应着重考虑此频域及位置的振动条件。     

某导弹振动夹具设计及测试分析

目的 设计符合某导弹振动试验要求的夹具.方法 采用SolidWorks和Workbench两种软件协同分析的方法,对振动夹具进行设计.首先使用SolidWorks建立导弹振动夹具的实体模型,之后在Workbench中采用有限元方法对夹具进行模态分析.根据模态分析结果,在对夹具进行多次的结构修改和分析计算后,得到满足设计要求的夹具.将设计合格的夹具加工制作后,在振动台进行传递特性分析,以验证设计和分析结果.结果 根据振动夹具模态振型的变化趋势,可以通过增加夹具的底板和立板的厚度来提高夹具的固有频率.通过计算,将夹具底板和立板的厚度均增加到30.0 mm时,夹具的固有频率达到了311.68 Hz.将加工好的夹具按照实际试验方式固定在振动台,并进行动态响应测试,得到夹具一阶频率为410.0 Hz.结论 设计方法达到了振动夹具的基频大于被试品3～4倍的目标,满足了导弹振动夹具的动力学特性要求.     

某冲击响应谱试验超差现象及其原因分析

SRS冲击试验是一种应用较广的冲击试验方式,但是控制超差现象时有发生。以某次冲击试验实测波形数据为研究对象,建立了夹具处加速度激励与产品上制控点加速度响应之间的传递函数,将预测的冲击响应时域波形与实测时域波形对比分析,发现了SRS冲击试验存在显著的非线性,这种非线性是导致SRS冲击试验超差的主要因素。     

振动试验扩展台的设计与动力学分析

目的验证碗型工装和板型工装结构在动力学试验方面的优劣。方法由于导弹舱段进行振动、冲击、加速度等动力学试验时,不能直接安装在台面结构上,需要设计和优化工装进行固定安装。针对某弹体舱段试验用的工装进行结构设计,并通过有限元仿真分析得出前六阶模态的频率和振型方式,判别碗型和板型两种结构设计方式的优劣。同时,对设计工装的结构进行优化,得出加强筋对模态参数的影响。结果质量相同的碗型工装的各阶频率均高于板型工装,加强筋的优化方式对于碗型工装结构的前三阶模态频率提升25%左右。结论碗型的工装结构形式能够有效地传递力学信号,保证信号传递的均匀性,加强筋结构可以有效地增强工装结构的动力学性能。     

多点激励振动试验振前优化方法研究

目的研究多点激励振动试验的振前优化方法。方法提出一种基于传递函数的多点激励振动试验的动态仿真方法,通过振前仿真可以实现试验方案和试验参数的优化。通过预试验获取传递函数矩阵,然后以传递函数为仿真对象,以时域信号的卷积代替时域信号的驱动,最后模拟MIMO控制仪的控制过程形成一套完整的仿真试验方法。结果通过仿真结果和试验结果的对比,仿真精度较高,完全能够说明实际的试验控制状态。结论实际应用表明,通过振前仿真进行试验方案和控制参数的优化,有效减少了预试验的时间和次数,达到了较好的控制效果。     

高温环境下薄壁试件随机振动疲劳研究

目的研究高温环境下薄壁试件的随机振动疲劳问题。方法综述国内外随机振动疲劳研究现状,制定有效的研究方案。首先,通过有限元法完成薄壁试件的动力学响应数值仿真计算与分析,基于改进的雨流循环计数法预估薄壁试件的疲劳寿命。然后,开展高温环境下薄壁试件随机振动疲劳试验,获取危险位置动力学响应与疲劳寿命。结果高温强振动环境下,结构的危险位置主要出现在固支边界或形状突变位置,且基频处的动力学响应峰值是结构疲劳寿命的主要影响因素,随温度和振动量级的增加,结构疲劳寿命呈抛物线降低趋势。结论通过仿真与试验的比对,验证了高温环境下薄壁试件随机振动疲劳仿真计算方法的有效性与可靠性。     

涡轮叶片高温振动特性试验技术研究

目的获取涡轮叶片实际工作温度下的模态特性、探索高温模态试验技术。方法通过虚拟试验与物理试验相结合的方式进行叶片的高温振动特性试验,首先应用基于ABAQUS的有限元分析方法,进行叶片的虚拟热试验,得到叶片的温度分布后对其模态特性进行求解。搭建叶片高温振动特性试验系统,采用辐射加热的方式对叶片施加热载荷,同时采用高频电磁振动台激振叶片,利用激光测振设备来测试叶片的速度分布从而获取叶片的振动特性参数。结果最终对比两种试验结果,虚拟试验结果与物理试验存在一定的误差,但在允差范围内。结论所述的试验方法可以为叶片振动特性测试提供科学依据,并对叶片的疲劳试验研究具有良好的参考价值。     

带温控装置的机载外挂设备挂飞可靠性试验方法

目的制定安装于带温控装置吊舱内的机载外挂电子设备挂飞可靠性试验剖面,并提出一种安装于带温控装置吊舱内的机载外挂电子设备挂飞可靠性试验方法。方法结合机载外挂电子设备的典型任务剖面及其复杂多样的环境条件,以某机载侦察相机为例,给出带温控装置吊舱内的机载外挂电子设备可靠性鉴定试验中试验方案的选择依据,然后根据GJB 899A—2009中的温度应力、振动应力简化处理原则和典型任务剖面的持续时间及其占比,得到温度、振动应力条件,并合成挂飞可靠性试验剖面。结果使用该方法对某机载侦察相机的温度、振动应力进行处理,得到了带温控装置的吊舱内的机载外挂电子设备挂飞可靠性试验剖面。结论提出的带温控装置吊舱内的机载外挂电子设备挂飞可靠性试验剖面设计方法,为安装于带温控装置的吊舱内的机载外挂电子设备开展可靠性鉴定试验提供了指导。     

疲劳损伤等效在随机振动试验中的应用

以疲劳损伤等价为基础的随机振动试验是评价结构振动环境适应性能力的重要手段.将基于位移模态和应变模态的模态叠加方法分别应用于结构振动位移响应和应力响应的分析中,建立了随机振动试验不同激励条件下,结构振动响应的关系;将结构随机振动应力响应的峰值概率分布通用关系应用于疲劳损伤评估,导出了振动疲劳损伤等效关系.以一个试验为例介绍了疲劳损伤等效原则在随机振动试验中的应用.     

基于PANDA平台的飞行器脉动压力激励随机振动响应分析

目的形成自主再入飞行数值模拟预测技术。方法采用模态叠加法开展自由结构的多点脉动压力激励随机振动响应分析,基于PANDA高性能力学分析平台进行并行实现研究,构建相应的求解模块。针对飞行器再入过程,基于自主研发的软件模块,分析飞行器自由状态的模态特性及其在实测脉动压力载荷下的振动响应,并与商业软件分析结果进行比对。结果模态振型的误差小于0.2%,位移均方根响应云纹分布一致,最大值和最小值的误差分别为1.93%和6.14%。结论验证了相关功能的正确性,证明PANDA平台可以用于实际工程的结构分析中。     

全轴振动试验与传统振动试验激励特性研究

目前可靠性强化试验的振动激励一般由气锤式全轴振动台实现,传统可靠性试验的振动激励由电磁台实现.针对产品的累积损伤,建立了简化力学模型,分析了全轴台与电磁台的振动激励特性,通过在MATLAB环境下的仿真试验分析了二者差异.并在此基础上指出,如要充分发挥全轴台的强化激励特性,必须按振动理论合理设计全轴台的试验夹具和安装方式...     

舵面结构热模态试验方法研究

目的 探究高温对舵面结构模态试验结果的影响.方法 以导弹舵面为研究对象,开展高温环境下结构模态试验方法研究.基于石英灯热辐射高温加热系统和模态测试系统搭建热模态试验测试平台,采用带水冷装置的耐高温加长激振杆实现激励的施加,设计耐高温陶瓷引伸杆进行振动信号的测试,通过有限元仿真分析与试验数据对比,验证所提热模态试验方案的可行性.结果 当激振杆的正弦扫频试验在20～1000 Hz范围内,其传递函数值接近于1,说明激振杆传递性能良好.陶瓷引伸杆对试验件前四阶模态频率及振型影响较小,验证了陶瓷引伸杆设计的有效性.试验数据表明,试验件材料的刚度随着环境温度的升高逐渐降低,导致各阶模态的频率呈逐渐降低的趋势.结论 高温会使舵面结构的模态参数降低,该研究为后续型号产品的热模态试验提供了的试验手段和技术支持.