航天器典型连接结构有限元建模及动力学分析

发布时间：2024-02-19 19:14

　　航天器结构在实际使用过程中,会承受各种振动、冲击、噪声等内部或外部的载荷激励,使得其动力响应变得异常复杂。随着计算机计算性能的飞速提升,利用有限元软件对实际工程结构进行动力学仿真已经成为工程人员进行结构动力分析和设计的重要手段之一。在工程实践中,建立能够准确反映实际结构动力特性的有限元模型是对结构进行固有特性分析、响应预示的基础。然而由于连接结构广泛存在于各种航天器中,对航天器的动力学特性产生了很大的影响,这些影响主要体现在连接结构的存在使得整个结构刚度变低,且具有非线性的特性,因此给航天器结构的精确建模和动力响应预示带来了严峻挑战。一直以来如何对航天器连接结构进行精确建模是工程人员在建立有限元仿真模型时关注的首要问题。本文就航天器典型连接结构的有限元精确建模及动力学分析这一主题进行了研究。连接结构动力学特性的复杂性在于连接结合面接触刚度的不确定性,因此本文首先分析了几种典型的接触刚度理论模型,从理论上分析了连接结合面接触刚度的影响因素及其变化规律。其次,对三种复合材料层合板螺栓连接结构开展了模态试验,研究了螺栓预紧力对螺栓连接结构的动态特性参数的影响规律,并为后续的有限元建模仿真提供...

【文章页数】：115 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1粗糙表面接触微观模型

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-8-01|()|LaRfxL=∫xd(2-1)（2）均方根偏差qR201()LqRfxdxL=∫(2-2)式（2.1）和式（2.2）中f(x)为粗糙轮廓高度的分布函数，L为取样长度。图2-1粗糙表面接触微观模型2.2.2基于统计理论的表面形貌定量描....

图2-2接触表面形貌粗糙分布统计模型

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-9-211()exp22yaφyσπσ=(2-7)其中σ是微凸体高度的均方根σ=qR，若微凸体高度的平均偏差aR为y坐标的零线，此时a=0，则有：221()exp22yφyσπσ=(2-8)得到了微凸体轮廓的分布密度函数之后，通过微观接触理论分析就....

图2-4各种滞回曲线

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-12-图2-4各种滞回曲线2.3.2接触界面的摩擦阻尼连接结构在运动时其阻尼由两部分构成：被连接部件的材料阻尼和连接结合面之间的摩擦阻尼。材料阻尼是一种全局阻尼存在于整个连接结构中，而连接结合面的摩擦阻尼仅在接触界面产生，是一种局部阻尼。在前面已经....

图2-5滞回曲线与损耗因子

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-13-其中，θ为振动频率，2xθ为位移幅值。结构阻尼理论认为：阻尼力与弹性力成正比，与速度同相，与位移相差90度相位。若弹性力为kx，则恢复力为：f=(1+iv)kx(2-16)此式表明，结构具有复刚度(1+iv)k，结构阻尼在一个循环周期内所耗散....

本文编号：3903188