空间机械制冷机微振动机理研究

发布时间：2022-10-15 16:23

　　空间机械制冷机广泛应用在红外探测器和低温镜头的制冷过程中,但是由于机械制冷机内部存在多个运动部件,结构较为复杂,工作过程中不可避免地会产生微振动,将严重影响空间遥感器在轨的成像质量,由此研究分析机械制冷机微振动产生机理尤为重要。本文对空间机械制冷机的基本组成与工作原理进行研究,发现制冷机中的压缩机产生的微振动较为显著。因此采用两自由度系统对线性对称布置的压缩机进行了建模,其中考虑了压缩腔的气体弹簧力以及间隙气流阻力的非线性特性,采用龙格-库塔法对运动微分方程进行求解,研究了间隙密封对微振动产生的影响。对某型号的机械制冷机的压缩机微振动产生机理进行研究得出:（1）相同驱动频率下活塞响应的频谱,随着驱动频率的增大,高倍频谐波的幅值不断增加,当驱动频率达到54Hz附近时,2倍频的谐波分量甚至远大于基频的谐波分量。（2）压缩机活塞的质量、刚度、阻尼在生产加工装配过程中存在偏差,仿真结果表明:压缩机的振动力和力矩输出是以直线电机驱动频率为基频的一系列谐波,随着质量、阻尼、刚度不对称程度的增加,振动力的各次谐波幅值均随之增大。（3）对压缩机柔性板弹簧刚度进行ANSYS有限元分析,可知由于螺旋形臂数... 

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【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外制冷机产品研究现状
        1.2.2 国内制冷机产品研究现状
        1.2.3 国外制冷机微振动研究现状
        1.2.4 国内制冷机微振动研究现状
        1.2.5 微振动测量研究现状
    1.3 研究主要内容和方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
第2章 微振动特性及机械制冷机组成与分类
    2.1 微振动特性
    2.2 机械制冷机工作原理及分类
        2.2.1 机械制冷机工作原理
        2.2.2 制冷机振动分析
        2.2.3 机械制冷机分类
第3章 压缩机气体弹簧和间隙气体阻尼力学模型
    3.1 压缩机动力学建模
        3.1.1 直线压缩机简化动力学模型
        3.1.2 微振动传递路径
        3.1.3 压缩机动力学模型
        3.1.4 密封间隙气体阻力模型
        3.1.5 压缩腔气体力学模型
    3.2 压缩机振动特性分析
    3.3 本章小结
第4章 压缩机板弹簧设计与分析
    4.1 板弹簧支撑原理
    4.2 板弹簧模型建立与网格划分
    4.3 板弹簧刚度分析结果
    4.4 谐响应分析结果
    4.5 本章小结
第5章 制冷机微振动测试与分析
    5.1 微振动测试技术概述
    5.2 测试台工作原理
    5.3 制冷机振动测量方法
    5.4 制冷机的测试工况
    5.5 测试设备
    5.6 测试结果
        5.6.1 未加载产品测试结果
        5.6.2 加载产品测试结果
    5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]某遥感卫星微振动对成像质量影响分析[J]. 庞世伟,郭倩蕊,贺玮,关晖,潘腾.  航天器环境工程. 2019(01)
[2]斯特林制冷机自适应主动振动抑制算法研究[J]. 李娟,周吉.  真空与低温. 2018(04)
[3]斯特林制冷机压缩机微振动抑制方法[J]. 张继宇,范仙红.  低温与超导. 2018(07)
[4]空间制冷机压缩机自适应主动振动控制方法[J]. 倪天智,杨宝玉.  中国空间科学技术. 2017(04)
[5]自由活塞斯特林制冷机的研究与应用进展[J]. 曾烊平,陈曦.  真空与低温. 2017(02)
[6]微振动测试平台及其标定方法[J]. 陈江攀,程伟,董家俊,李名.  振动.测试与诊断. 2017(01)
[7]空间机械制冷机降额使用条件分析[J]. 王兵.  真空与低温. 2015(06)
[8]双作用斯特林热机活塞密封流阻特性数值计算[J]. 曾俊,彭佑多,戴学,肖蓉.  润滑与密封. 2015(06)
[9]空间斯特林制冷机的振动控制研究[J]. 史韦意,陈剑,曾维俊,乔晋红.  低温与超导. 2014(02)
[10]空间机械制冷机微振动研究[J]. 白绍竣,唐绍凡,聂云松,徐圣亚.  航天返回与遥感. 2013(06)

硕士论文
[1]往复运动间隙密封流场仿真及密封性能研究[D]. 刘慧.武汉工程大学 2015
[2]斯特林发动机活塞杆密封性能关键影响因素分析[D]. 余照明.兰州理工大学 2013
[3]直线压缩机用气体轴承及间隙密封特性的数值研究[D]. 李海宁.华中科技大学 2013
[4]斯特林制冷机的振动分析及控制[D]. 王飞.合肥工业大学 2012



本文编号：3691637