一种柔性铰链对铰接板振动特性影响试验研究

发布时间：2021-11-22 04:09

　　针对用于连接小型航天器和太阳能帆板的一种弹簧刚度可调的柔性铰链,研究铰链刚度和铰链转动副的摩擦与铰接结构中阻尼对柔性铰接板系统振动响应的影响。首先,建立了压电柔性铰接柔性板试验平台,采用压电片传感器和激光位移传感器检测,压电片驱动器用于持续激励振动。然后,在柔性铰链扭转刚度不同的情况下,分别进行了外部激励和持续压电驱动器激励的柔性铰接板振动模态分析的实验研究。实验结果分析表明,柔性铰链的刚度和旋转副摩擦阻尼因素,会影响柔性铰接板系统的基频振动固有频率和阻尼比。实验研究结果为分析柔性铰接板的铰链影响特性提供参考。 

【文章来源】：空间控制技术与应用. 2020,46(04)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

图1 两只激光位移传感器检测压电柔性铰接板系统照片

在第一块柔性板上粘贴压电陶瓷片，几何尺寸为50 mm×15 mm×1 mm;分别作为检测振动的压电片传感器和驱动．柔性板宽度方向中线上且靠近根部处安装1片压电陶瓷片作为检测弯曲振动的模态传感器，另外柔性板每面粘贴4片，姿态角为0°，双面共粘贴8片压电陶瓷片组成一路压电驱动器，接线方式为:两面并联连接，且双面的电路极性相反，构成弯曲模态驱动器，通过压电放大电路，用于激励压电柔性板的弯曲振动．在进行信号处理时，振动检测部分的两种不同传感器分别将检测到柔性铰接板本体的振动信号，通过数据采集卡将测量的模拟电压信号输入至计算机，进行频谱分析得到柔性铰接板本体全面的振动信息，分析柔性铰接板在柔性铰链扭转刚度不同时的振动固有频率和阻尼比，从而分析得到柔性铰链是如何影响柔性铰接板的振动响应．

因为这里是针对开环自由衰减的包络，这种情况下无阻尼固有频率ωn和阻尼的频率ωd相差不多，，当ξ=0.03时，．根据实验测量的阻尼频率的ωd=1.05 Hz，可知ωn=1.0505 Hz，小数点后保留两位有效数字，所以画拟合包络线时，取ωn=1.05 Hz.按式(1)的表达式中的参数，图4所示的包络线的相关参数分别为:Am=1.5 V为激光位移传感器信号检测振动的幅值，ξ=0.03为阻尼比，ωn=1.05 Hz．激光位移传感器检测的信号傅里叶变换对数坐标图如图7所示，激光位移传感器检测的信号傅里叶变换线性坐标图如图8所示．从图7和图8可知，第一阶弯曲振动的阻尼频率为ωd=1.05 Hz．这与压电片传感器检测的振动信号的模态频率一致．

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3510904