太阳翼驱动机构的扰振力矩测试与分析

为了研究太阳翼驱动机构(solar array drive assembly,SADA)驱动太阳翼运行期间所产生的扰振力矩特性,设计了一套地面测试系统,包括应变式微振动测试平台、柔性负载以及模拟SADA在轨无重力工作环境的重力卸载装置。阐述了所设计测试系统的工作原理,并利用该测试系统进行了试验测试。测试结果表明:SADA驱动柔性负载运行期间所产生扰振力矩的扰振频率成分主要包含两部分,即:1)SADA驱动柔性负载耦合系统的低阶扭转固有频率;2)SADA电脉冲信号的输入频率及其高阶谐波。     

随机振动加速度响应谱及与冲击等效性分析

目的 获得随机振动的加速度响应谱,提升随机振动与冲击的等效性分析精度。方法 首先,基于维纳-辛钦定理,推导单自由度系统在随机振动基础激励作用下加速度响应均方值的通用表达式;其次,分别推导单自由度系统在理想白噪声和限带非均匀谱随机振动基础激励作用下的加速度响应均方值;再次,基于3σ准则,推导限带非均匀谱随机振动的3σ加速度响应谱;最后,基于加速度响应等效,通过将装备随机振动条件的3σ加速度响应谱与冲击条件的冲击响应谱进行等效性分析,对GJB 150.18A—2009中的冲击试验剪裁条件进行精细优化。结果 精细优化后,可有效改善冲击试验剪裁条件的工程实施精度。结论 获得了限带非均匀谱随机振动的3σ加速度响应谱,并基于此对GJB 150.18A—2009中的冲击试验剪裁条件进行了精细优化,对于装备合理剪裁冲击试验具有借鉴意义。     

冲击环境后峰锯齿脉冲试验条件自动寻优方法

目的 通过自动寻优制定冲击环境后峰锯齿脉冲试验条件，避免冲击“过试验”。方法 根据冲击响应谱的基本原理和谱型特征，提出利用对数距离量化评价2条谱型的吻合度。对冲击环境和后峰锯齿脉冲分别进行冲击响应谱分析，将2条冲击响应谱之间的对数距离最小作为优化目标，将后峰锯齿脉冲的波形参数作为优化参数，基于自适应差分进化算法，提出冲击环境后峰锯齿脉冲试验条件自动寻优方法。结果 将所提方法分别应用于模拟冲击环境和实测冲击环境，均获得了合理的后峰锯齿脉冲试验条件，验证了所提方法的正确性。结论 提出的基于自适应差分进化算法的冲击环境后峰锯齿脉冲试验条件自动寻优方法正确可行。     

频域子结构方法在力学环境预示中的应用研究

目的利用频域子结构方法(FBSM,FRF Based Sub-structuring Method)对结构的力学环境进行准确高效地预示。方法分别对处理子结构间为刚性连接和弹性连接两种问题的FBSM进行理论推导。为了验证FBSM的正确性,设计连接为刚性连接和弹性连接两种算例结构,并将FBSM对算例结构频响函数的计算结果与有限元方法(FEM,Finite Element Method)的对应计算结果进行对比。其中,弹性连接利用空间梁单元进行等效,并将该等效方法与利用六自由度标量弹簧的等效方法进行对比。结果对于刚性连接和弹性连接两种情况,FBSM对频响函数的计算结果均与FEM的对应计算结果吻合程度良好。此外,空间梁单元的结点刚度矩阵为非对角阵,与六自由度标量弹簧相比,可更为准确地等效工程实际中的弹性连接。结论FBSM可对结构的力学环境进行准确高效的预示,且在处理具有弹性连接结构的力学环境预示问题时,可采用空间梁单元等效弹性连接。     

频域子结构方法再推导及环境预示应用研究

目的 利用频域子结构方法实现复杂结构系统随机振动环境的高效准确预示。方法 基于Sherman-Morrison-Woodbury公式,对考虑弹性连接的频域子结构方法进行重新推导,解决现有方法应用场景受弹性连接系统位移阻抗矩阵奇异性限制的问题。进一步,通过推导复杂结构系统的位移频响函数与加速度传递函数之间的转换关系,形成基于频域子结构方法的随机振动环境预示方法。结果 设计了“模拟实验室随机振动试验”的仿真算例,并分别利用有限元软件和文中方法对仿真算例的随机振动环境进行了仿真预示和计算预示,2种方法的预示结果一致。结论 提出了一种基于频域子结构方法的随机振动环境预示方法,为复杂结构系统的环境预示提供了一种新思路。