形状记忆合金在整星隔振系统中的应用研究

发布时间：2017-12-17 16:21

本文关键词：形状记忆合金在整星隔振系统中的应用研究

【摘要】：在卫星发射阶段,其所处动力学环境非常恶劣,为了保证卫星在发射过程中不受破坏,应用整星隔振系统对卫星进行保护。形状记忆合金(Shape Memory Alloys)是一种具有广泛应用前景的功能材料,除具有形状记忆功能外,还有独特的伪弹性性能、耐腐蚀性和高阻尼等特性,因而受到材料科学和工程界等各方面普遍重视,其应用范围已经涉及到航天、航空、机械、能源以及日常生活等领域。本文以形状记忆合金高阻尼特性为应用依托,把Ti_(50)Ni_(37.5)Cu_(12.5)形状记忆合金嵌入整星隔振系统中,以期提高整星隔振系统的减振能力。具体完成的主要研究工作如下:首先,建立了含形状记忆合金的整星隔振系统的动力学模型,形状记忆合金的恢复力采用双线性双环滞后模型,利用多自由度振动分析的平均法求得整星隔振系统的幅频响应方程,并用数值方法分析方法计算出形状记忆合金对系统响应的抑制效果。其次,以Ti_(50)Ni_(37.5)Cu_(12.5)形状记忆合金制成的悬臂梁为研究对象,通过实验得到其自由端的频响函数(FRF),利用模态识别的方法得到其模态阻尼比。实验结果验证了形状记忆合金的高阻尼特性。最后,在理论和实验的基础上,建立了含形状记忆合金的整星隔振系统的试验模型。通过对模拟卫星进行纵向振动控制试验,分析形状记忆合金对卫星整体的振动抑制效果。从理论分析和试验结果得到结论:形状记忆合金对于刚体卫星的加速度响应抑制效果在低频段可达到35.9%,在较高频段(220—700Hz)内振动抑制效果非常好(除了670Hz处的共振峰外),而且模拟卫星—隔振平台系统前三阶共振频率的改变在可容许的频段内(40—200Hz)。结果表明,通过设计一种结构简单的含形状记忆合金的整星隔振系统,便能完成卫星全频段(10—700Hz)的振动控制任务,满足航天发射的苛刻要求,提高结构可靠性。
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG139.6;TB535.1

【参考文献】

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