基于统计能量法的星箭解锁冲击响应谱分析

发布时间：2017-05-18 09:15

  本文关键词：基于统计能量法的星箭解锁冲击响应谱分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：航天器分离装置都采用爆炸螺栓解锁实现,但是在解锁过程中会引起包含高频率在内的复杂冲击振动响应。有限元方法受单元数的限制,只能分析低阶模态的简单模型的瞬态响应,所以为了研究复杂模型的高频冲击振动响应,提出了统计能量分析方法,从而解决了高频和宽频内的振动分析问题。首先对平板、曲面板和蜂窝夹层板的模态密度进行理论求解,并且和VAONE软件求解的结果进行了对比,误差很小,软件计算可信。同时分析了结构内损耗因子和耦合损耗因子的机理,并且对两垂直板耦合连接的情况理论求解,同样用VAONE软件进行仿真计算和对比,结果可信。从而为统计能量分析奠定基础。利用VAONE软件建立整星模型,为后续需要分析的子系统进行命名,并通过整星中各结构的模态数量来确定低频区和高频区的边界。推导薄板的频域位移响应解析解,对比有限元法和统计能量法的计算结果,有限元法结果与解析解在低频区完全一致,统计能量法结果整体趋势和解析解相同。在单块薄板的分析基础上,对整星进行有限元法的频响分析和统计能量法的振动分析,通过对比结果来验证统计能量模型的正确性。最后通过对比薄板的瞬态位移响应解析解和VAONE冲击响应计算结果,验证了VAONE软件基于统计能量法的冲击振动求解器的正确性。分别仿真单点爆炸解锁和四点爆炸解锁,同时通过改变整星的质量和结构材料,分析不同参数对冲击响应的影响,从而实现了星箭分离解锁冲击响应谱的预示。本文从统计能量法的前期参数分析开始,由简单到复杂对方法和软件的求解器以及统计能量整星模型都进行了验证。最后得到了星箭解锁冲击响应谱结果,从而为卫星的设计初期以及进行整机振动试验之前提供有价值的参考。
【关键词】：高频振动 冲击响应谱 统计能量分析 VAONE 爆炸解锁 卫星
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V414
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题来源及背景9
• 1.2 研究目的及意义9
• 1.3 国内外研究现状9-14
• 1.3.1 统计能量分析9-11
• 1.3.2 有限元分析11-12
• 1.3.3 冲击响应谱12-14
• 1.4 本文主要研究内容14-15
• 第2章 统计能量分析方法15-29
• 2.1 统计能量分析法基本原理15-17
• 2.2 模态密度17-23
• 2.2.1 平板模态密度的分析和验证17-18
• 2.2.2 蜂窝夹层板模态密度的分析和验证18-21
• 2.2.3 曲面板模态密度的分析和验证21-23
• 2.3 内损耗因子23-24
• 2.4 耦合损耗因子24-28
• 2.4.1 理论计算和VAONE计算结果对比24-26
• 2.4.2 理论计算和Nastran计算结果对比26-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 统计能量分析模型的建立29-35
• 3.1 统计能量分析模型的建立29-31
• 3.2 卫星统计能量分析模型的子系统31-32
• 3.3 卫星低频区和高频区的确定32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 基于频域响应分析的SEA模型验证35-47
• 4.1 薄板的频域响应分析35-42
• 4.1.1 薄板的频域响应解析解35-39
• 4.1.2 薄板的频域响应有限元仿真解39-40
• 4.1.3 薄板的频域响应统计能量法的解40-41
• 4.1.4 结果对比41-42
• 4.2 整星的频域响应分析42-45
• 4.2.1 整星有限元模型的建立42-43
• 4.2.2 整星不同位置的频域响应分析43-45
• 4.3 本章小结45-47
• 第5章 星箭解锁冲击响应谱分析47-60
• 5.1 统计能量法的冲击响应分析原理47-52
• 5.2 薄板在矩形脉冲载荷下的位移响应52-54
• 5.3 基于统计能量分析法冲击响应谱分析54-58
• 5.3.1 单点爆炸55-56
• 5.3.2 四点同时爆炸56-57
• 5.3.3 质量和材料对冲击结果的影响57-58
• 5.4 本章小结58-60
• 结论60-61
• 参考文献61-64
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果64-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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  本文关键词：基于统计能量法的星箭解锁冲击响应谱分析，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：375638