基于相似理论的环形桁架天线振动相似性研究

发布时间：2017-09-22 13:47

  本文关键词：基于相似理论的环形桁架天线振动相似性研究

  更多相关文章： 相似理论 振动特性 分段相似 模态试验

【摘要】：卫星星载天线结构是卫星系统中重要的组成部分,是执行卫星工作任务、保证卫星数据传输、信息通讯以及获取高分辨率图像的重要工作平台。星载天线结构在工作过程中长时间受到外界及自身载荷作用,这些载荷会直接或间接对星载天线结构造成破坏,最终导致卫星无法继续正常工作。而星载天线结构尺寸庞大,地面试验受到场地、试验设备等因素限制,无法正常开展。因此,对星载天线结构进行缩比模型试验,预测天线原型结构振动特性尤为重要。本文从相似理论出发,对于等比缩比简单形式下的环形桁架天线结构采用量纲分析方法、对于非等比缩比环形桁架天线结构采用分段相似方法,通过缩比模型模态及响应量预测原型结构的模态及响应量。采用量纲分析方法,分别推导了简单形式环形桁架天线全尺寸缩比模型在满足重力准则和忽略重力准则下的结构动力学相似准则。采用虚拟质量法,推导了既满足重力准则,同时满足材料属性缩比要求下的结构动力学相似关系。通过有限元仿真验证了全尺寸缩比情况下的环形桁架天线模态及频响相似关系的正确性。利用相似理论中的经验公式方法,推导了环形桁架天线结构基频与各物理参数之间的经验公式,并验证了公式的可行性。对于非等比缩比状态下的结构,提出一种分段相似方法,用以对原型结构的动力响应量进行预测,通过有限元仿真验证了采用分段相似方法预测环形桁架天线原型结构响应的可行性。对环形桁架天线缩比模型结构进行模态试验分析,将试验得到的环形桁架天线缩比模型模态信息与有限元仿真所得结果进行对比,验证模态的相似性,进而说明采用相似理论通过试验预测原型结构振动特性的可行性。
【关键词】：相似理论 振动特性 分段相似 模态试验
【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】：V443.4;V414
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题背景与研究的目的及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状及分析10-15
• 1.2.1 相似理论研究现状10-12
• 1.2.2 空间天线结构研究现状12-15
• 1.3 本文主要内容15-16
• 第2章 相似理论基本原理16-23
• 2.1 相似理论主要内容16-18
• 2.1.1 相似第一定理16-17
• 2.1.2 相似第二定理17-18
• 2.1.3 相似第三定理18
• 2.2 相似准则的导出方法18-22
• 2.2.1 方程分析法19-21
• 2.2.2 量纲分析法21-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第3章 简单结构全尺寸缩比振动相似分析23-40
• 3.1 全尺寸缩比结构振动相似准则推导23-28
• 3.1.1 满足重力准则下结构振动相似准则推导23-27
• 3.1.2 忽略重力准则下结构振动相似准则推导27-28
• 3.2 基于量纲分析方法的虚拟质量法28-29
• 3.3 结构动力学相似分析的有限元验证29-39
• 3.3.1 模态相似性验证29-35
• 3.3.2 频率响应相似性验证35-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 非等比缩比环形桁架天线模态及动力响应预测40-63
• 4.1 环形桁架天线结构基频预测经验公式40-52
• 4.1.1 经验公式法基本原理40-43
• 4.1.2 公式推导43-52
• 4.2 环形桁架天线模态及动力响应预测的分段相似法52-62
• 4.2.1 原型结构和缩比模型结构设计及有限元模型建立53-54
• 4.2.2 原型结构和缩比模型结构模态分析54-56
• 4.2.3 原型结构和缩比模型结构频响分析56-62
• 4.3 本章小结62-63
• 第5章 环形桁架天线缩比模型模态试验分析63-72
• 5.1 环形桁架天线模态相似性试验验证63-67
• 5.1.1 模态分析基本原理63-65
• 5.1.2 试件安装及激励方式65-66
• 5.1.3 测试软件介绍66
• 5.1.4 试验步骤66-67
• 5.1.5 试验结果67
• 5.2 缩比模型结构模态仿真与试验结果对比分析67-70
• 5.3 本章小结70-72
• 结论72-74
• 参考文献74-77
• 攻读学位期间发表的学术论文77-79
• 致谢79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 陈孟钢,高金源;缩比模型飞机及其飞控系统与原型机的相似关系[J];飞行力学;2003年02期

2 谭志勇,王毅,王明宇;针对未来大运载火箭的缩比模型动特性仿真研究[J];强度与环境;2002年04期

3 李哲;王贡献;胡勇;胡吉全;;基于不同相似律下岸桥缩比模型动力学相似研究[J];武汉理工大学学报;2014年05期

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本文编号：901175