舱段环境应力振动筛选试验设计及分析
发布时间：2021-11-22 14:08
舱段产品的振动筛选属于环境应力筛选的一部分,筛选的主要目的是发现产品出厂前的缺陷并及时弥补缺陷,使出厂的产品更有质量保障。由于筛选的方式及参数因素对产品的筛选效果影响很大,不同实验室针对不同的产品筛选方式有很大不同,国家只针对某方面应用产品笼统的进行了试验参数范围的规定,认为参数不超过某一范围并且得到的结果满足使用要求范围即可。这一范围较为宽泛,不同产品的试验人员采用的参数也不尽相同,虽然得到的试验结果都是合格,但对产品的影响有很大的不同。军工产品往往不可多次进行振动筛选试验,因为振动筛选试验本身就是一种破坏试验,当试验次数过多时,会导致产品在未出厂时就已破坏。因此,根据不同类型的产品的使用特点确定环境应力筛选的试验条件是课题研究的关键因素。本文主要研究的内容包含两个方面,舱段环境应力振动筛选试验设计与试验结果分析。首先对产品进行结构动力仿真,得到产品的固有特性,并根据实验室振动条件设计夹具,模拟真实振动试验环境进行随机振动仿真,得到产品的振动响应。根据仿真结果确定随机振动试验的边界条件的具体范围,通过大量的试验数据分析,建立包含综合误差参数在内的分布参数方程,进行计算得到最优测点,确...
【文章来源】：北华航天工业学院河北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
振动应力谱形图
舱段环境应力振动筛选试验设计及分析8以满足5Hz以上的各类振动试验要求。由于这些明显的优点，本次研究同样使用的是电动振动台，它的承载范围也很大，最大可承载数千千克。在各种振动台中，波形最好，操作和调整最方便，易于实现各种复杂的测试波形和频谱类型。本文研究的振动试验基于苏试试验集团的电动振动系统，其中，使用的电动振动台型号为DC-10000-100，控制仪为美国CI的32通道控制仪Spider-80X。（1）振动系统概况振动系统如图2.1，主要由高加速度的DC-10000型垂直电动振动台、SV-1010型水平台、DHE-150型热交换器、SA-100功率放大器及相应控制器组成。整体振动试验系统可简化为一个闭环系统，当工作人员设置好参数启动振动控制仪开始振动筛选，控制仪将驱动信号传递到振动台，振动试验台、夹具和舱段产品三者通过螺栓进行连接，振动过程中传感器粘附在产品某一位置同产品共同振动，同时传感器的信号反馈给振动控制仪，控制仪判断产品的振动幅度是否在参数设置范围内并根据反馈及时调整振动幅度[26]。图2.1振动系统实物图片（2）控制系统介绍数字振动控制系统（VCS）是一个能对振动控制系统实施闭环控制的计算机系统。该系统可产生振动放大器所需的电子信号，进而驱动液压或电动振动器。UUT（测试件）上的振动响应则作为一个反馈测试信号，它们来自加速度，速度或位移传感器。控制器调整驱动输出，这样测试信号就精确的遵照预先给定的时域或频域。这里有很多的振动控制测量类型，有正弦、随机、正弦加随机、随机加随机、经典冲击、SRS、路谱仿真。上世纪70年代，一批HP的工程师开发出了最早的数字式振动控制系统。他们在HP5451这款最早，最成功的信号分析仪上验证了多种闭环控制算法。HP5451是以HP2100为平台开发的，HP2100的储存空间?
北华航天工业学院硕士学位论文11用模态分解法求解，考虑到系统的主振动是简谐振动，设：(+=)xtAiisin(ni)=,,2,1（2.5）其中：()TnnAAAAAAA2121==将式（2.5）代入（2.4）中，消去t)sin(+，得到:02MAKA=（2.6）令：MKB2=（2.7）其中，式（2.5）称为特征矩阵。由式（2.4）可知，要使A有全不为零的解，必须使幅值的行列式的值为零，因此可以得到多自由度振动系统的频率方程：02MK=（2.8）公式（2.8）是关于ω2的n次多项式，根据公式可得出n个固有频率，因此，我们可知n个自由度振动系统具有n个固有频率。将得到的各阶固有频率代入式（2.4）中，可分别求得各阶振动的振幅A。根据实际舱段振动筛选情况，舱段与夹具通过螺栓连接后的产品视为整体，产品通过转接板与振动台相连进行试验，如图2.3。图2.3振动系统三维图将振动台视为激励源，产生激振力作用在与舱段采用螺栓连接的夹具上，用螺栓连接，由于振动筛选试验时间较短，可将舱段夹具视为一体，简化为有阻尼的多自由度的强迫振动系统。在该系统中，将振动台台面的质量设为1m，夹具的质量设为2m，舱段的质量设为3m，受力情况如图2.4。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于特征增强倒频谱分析的齿轮故障诊断方法[J]. 江志农,张永申,冯坤,胡明辉,贺雅. 机械传动. 2019(10)
[2]高速铁路地震预警阈值随机振动分析[J]. 李昊,张鸿儒,于仲洋. 振动工程学报. 2019(05)
[3]振动试验极限控制应用实例[J]. 赵婷,项家骏,穆晓念,裴兆波,李翀. 宇航计测技术. 2017(06)
[4]基于Nastran优化的某导弹结构模型修正[J]. 刘荣贺,姜虹,于开平,刘珂. 现代防御技术. 2011(06)
[5]NBI装置的强度和刚度分析[J]. 曹文钢,章亮亮,侯永康. 汽车零部件. 2011(10)
[6]环境应力筛选中的振动试验方法[J]. 田义宏,江雅婷. 强度与环境. 2010(06)
[7]飞行器振动试验中常见问题的研究[J]. 厉巍,张晓杰,姜同敏. 科技创新导报. 2010(15)
[8]高精度星敏感器随机振动分析[J]. 吴卫,王炜,樊学武,余舜京. 光电技术应用. 2010(01)
[9]环境应力筛选及工程应用[J]. 刘杨,胡彦平,张正平. 强度与环境. 2008(02)
[10]星箭力学环境分析与试验技术研究进展[J]. 马兴瑞,于登云,韩增尧,邹元杰. 宇航学报. 2006(03)
博士论文
[1]风电机组传动链振动分析与故障特征提取方法研究[D]. 辛卫东.华北电力大学 2013
硕士论文
[1]折臂式桥梁检测车上车结构静力分析与优化[D]. 原崇洋.吉林大学 2019
[2]钛表面激光熔覆制备生物涂层的热力场数值模拟[D]. 陈啸远.中国矿业大学 2018
[3]化学机械微细磨削化学改性液理化性能研究[D]. 蒋香云.湖南大学 2018
[4]分布式飞行器网络的自适应路由技术研究[D]. 李从容.西安电子科技大学 2018
[5]异型件充液拉深成形工艺参数优化[D]. 杨潇.南京航空航天大学 2018
[6]典型舱段单轴与三轴随机振动加速度响应等效的试验谱研究[D]. 周磊.西安电子科技大学 2015
[7]基于振动测试技术的跨座式单轨交通系统铸钢支座健康监测方法研究[D]. 刘佳璐.重庆大学 2011
[8]大型风力机叶片结构/力学设计与分析[D]. 李慧.南京航空航天大学 2010
[9]环境振动试验夹具动态分析、结构优化设计及其软件实现[D]. 陈剑.南京航空航天大学 2009
[10]基于灵敏度与模拟退火方法的模型修正及软件二次开发[D]. 陈文.南京航空航天大学 2008
本文编号：3511851
【文章来源】：北华航天工业学院河北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
振动应力谱形图
舱段环境应力振动筛选试验设计及分析8以满足5Hz以上的各类振动试验要求。由于这些明显的优点，本次研究同样使用的是电动振动台，它的承载范围也很大，最大可承载数千千克。在各种振动台中，波形最好，操作和调整最方便，易于实现各种复杂的测试波形和频谱类型。本文研究的振动试验基于苏试试验集团的电动振动系统，其中，使用的电动振动台型号为DC-10000-100，控制仪为美国CI的32通道控制仪Spider-80X。（1）振动系统概况振动系统如图2.1，主要由高加速度的DC-10000型垂直电动振动台、SV-1010型水平台、DHE-150型热交换器、SA-100功率放大器及相应控制器组成。整体振动试验系统可简化为一个闭环系统，当工作人员设置好参数启动振动控制仪开始振动筛选，控制仪将驱动信号传递到振动台，振动试验台、夹具和舱段产品三者通过螺栓进行连接，振动过程中传感器粘附在产品某一位置同产品共同振动，同时传感器的信号反馈给振动控制仪，控制仪判断产品的振动幅度是否在参数设置范围内并根据反馈及时调整振动幅度[26]。图2.1振动系统实物图片（2）控制系统介绍数字振动控制系统（VCS）是一个能对振动控制系统实施闭环控制的计算机系统。该系统可产生振动放大器所需的电子信号，进而驱动液压或电动振动器。UUT（测试件）上的振动响应则作为一个反馈测试信号，它们来自加速度，速度或位移传感器。控制器调整驱动输出，这样测试信号就精确的遵照预先给定的时域或频域。这里有很多的振动控制测量类型，有正弦、随机、正弦加随机、随机加随机、经典冲击、SRS、路谱仿真。上世纪70年代，一批HP的工程师开发出了最早的数字式振动控制系统。他们在HP5451这款最早，最成功的信号分析仪上验证了多种闭环控制算法。HP5451是以HP2100为平台开发的，HP2100的储存空间?
北华航天工业学院硕士学位论文11用模态分解法求解，考虑到系统的主振动是简谐振动，设：(+=)xtAiisin(ni)=,,2,1（2.5）其中：()TnnAAAAAAA2121==将式（2.5）代入（2.4）中，消去t)sin(+，得到:02MAKA=（2.6）令：MKB2=（2.7）其中，式（2.5）称为特征矩阵。由式（2.4）可知，要使A有全不为零的解，必须使幅值的行列式的值为零，因此可以得到多自由度振动系统的频率方程：02MK=（2.8）公式（2.8）是关于ω2的n次多项式，根据公式可得出n个固有频率，因此，我们可知n个自由度振动系统具有n个固有频率。将得到的各阶固有频率代入式（2.4）中，可分别求得各阶振动的振幅A。根据实际舱段振动筛选情况，舱段与夹具通过螺栓连接后的产品视为整体，产品通过转接板与振动台相连进行试验，如图2.3。图2.3振动系统三维图将振动台视为激励源，产生激振力作用在与舱段采用螺栓连接的夹具上，用螺栓连接，由于振动筛选试验时间较短，可将舱段夹具视为一体，简化为有阻尼的多自由度的强迫振动系统。在该系统中，将振动台台面的质量设为1m，夹具的质量设为2m，舱段的质量设为3m，受力情况如图2.4。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于特征增强倒频谱分析的齿轮故障诊断方法[J]. 江志农,张永申,冯坤,胡明辉,贺雅. 机械传动. 2019(10)
[2]高速铁路地震预警阈值随机振动分析[J]. 李昊,张鸿儒,于仲洋. 振动工程学报. 2019(05)
[3]振动试验极限控制应用实例[J]. 赵婷,项家骏,穆晓念,裴兆波,李翀. 宇航计测技术. 2017(06)
[4]基于Nastran优化的某导弹结构模型修正[J]. 刘荣贺,姜虹,于开平,刘珂. 现代防御技术. 2011(06)
[5]NBI装置的强度和刚度分析[J]. 曹文钢,章亮亮,侯永康. 汽车零部件. 2011(10)
[6]环境应力筛选中的振动试验方法[J]. 田义宏,江雅婷. 强度与环境. 2010(06)
[7]飞行器振动试验中常见问题的研究[J]. 厉巍,张晓杰,姜同敏. 科技创新导报. 2010(15)
[8]高精度星敏感器随机振动分析[J]. 吴卫,王炜,樊学武,余舜京. 光电技术应用. 2010(01)
[9]环境应力筛选及工程应用[J]. 刘杨,胡彦平,张正平. 强度与环境. 2008(02)
[10]星箭力学环境分析与试验技术研究进展[J]. 马兴瑞,于登云,韩增尧,邹元杰. 宇航学报. 2006(03)
博士论文
[1]风电机组传动链振动分析与故障特征提取方法研究[D]. 辛卫东.华北电力大学 2013
硕士论文
[1]折臂式桥梁检测车上车结构静力分析与优化[D]. 原崇洋.吉林大学 2019
[2]钛表面激光熔覆制备生物涂层的热力场数值模拟[D]. 陈啸远.中国矿业大学 2018
[3]化学机械微细磨削化学改性液理化性能研究[D]. 蒋香云.湖南大学 2018
[4]分布式飞行器网络的自适应路由技术研究[D]. 李从容.西安电子科技大学 2018
[5]异型件充液拉深成形工艺参数优化[D]. 杨潇.南京航空航天大学 2018
[6]典型舱段单轴与三轴随机振动加速度响应等效的试验谱研究[D]. 周磊.西安电子科技大学 2015
[7]基于振动测试技术的跨座式单轨交通系统铸钢支座健康监测方法研究[D]. 刘佳璐.重庆大学 2011
[8]大型风力机叶片结构/力学设计与分析[D]. 李慧.南京航空航天大学 2010
[9]环境振动试验夹具动态分析、结构优化设计及其软件实现[D]. 陈剑.南京航空航天大学 2009
[10]基于灵敏度与模拟退火方法的模型修正及软件二次开发[D]. 陈文.南京航空航天大学 2008
本文编号：3511851
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