雙半軸式轉臺結構振動傳遞特性研究.pdf

1、慣性導航和制導技術在航空、航天、航海領域中具有重要作用。隨著慣性元件和慣性系統(tǒng)精度的不斷提高，對測試設備的要求也越來越高。在實際工作中，測試設備由于多源激勵，產生振動能量，經多個傳遞路徑傳遞到被測元件上，這影響和制約著被測元件精度和性能的提高。因此，研究測試設備的振動產生機理和振動能量傳遞分布情況對降低設備運行中的振動噪聲具有重要意義。本文以測試設備中廣泛應用的雙半軸式轉臺結構為研究對象，通過理論計算、數值仿真和實驗相結合的方式，研究振

2、動能量在雙半軸式轉臺結構中的傳遞特性。具體研究工作如下：
　　 針對復雜結構系統(tǒng)中子結構的連接方式與振動能量傳遞路徑之間的關系，根據多剛體理論對結構系統(tǒng)的圖論描述，建立復雜結構系統(tǒng)振動能量傳遞模型。利用四端參數傳遞矩陣法建立鏈式系統(tǒng)振動能量分析模型；針對復雜結構系統(tǒng)中振動能量有分支的問題，提出四端參數矢量法和多體系統(tǒng)傳遞矩陣法相結合的方法，建立分支式振動能量傳遞模型和網絡式振動能量傳遞模型。通過子系統(tǒng)界面間的運動協調性與力的平衡

3、關系，推導出用于計算功率流的各連接點力和速度表達式，結合傳遞路徑分析方法，建立復雜結構系統(tǒng)的振動能量傳遞路徑分析模型。
　　 根據復雜結構系統(tǒng)振動能量傳遞分析模型，結合雙半軸式轉臺結構的結構特點，基于導納功率流法進行雙半軸式轉臺結構振動傳遞特性分析。根據子結構分析方法將其劃分為：半軸子結構、軸承子結構、框架子結構以及支座基礎子結構，并分別推導各子結構的四端參數傳遞矩陣，利用多體系統(tǒng)傳遞矩陣法建立雙半軸式轉臺結構耦合分析系統(tǒng)，進而

4、獲得各子結構的導納功率流。利用導納功率流對比不同激勵情況下的雙半軸式轉臺結構進行振動傳遞特性分析，識別影響目標結構的主要振源和主要振動傳遞路徑。
　　 根據雙半軸式轉臺結構主要為板殼結構和實體結構組合結構的特點，從有限元動力學方程出發(fā)，結合功率流理論推導板殼結構和實體結構的連續(xù)體功率流計算公式，并將其運用到不同激勵情況下的雙半軸式轉臺結構振動傳遞特性中，識別主要傳遞路徑。針對板殼結構與實體結構結合面處多節(jié)點傳遞振動能量的問題，提

5、出一種均方根功率流為評價指標的方法，識別多激勵情況下的振源對目標結構的重要度。利用腳本語言對有限元軟件進行二次開發(fā)，將功率流作為場變量，實現雙半軸式轉臺結構振動功率流可視化研究。
　　 根據相關研究內容建立雙半軸式轉臺結構實驗系統(tǒng)。通過進行雙半軸式轉臺結構模態(tài)測試實驗，實驗結果與前文有限元仿真結果吻合較好，表明所建立的雙半軸式轉臺結構有限元模型合理，表明仿真結果在一定程度上能反映實際結構的振動特性。根據振動聲強法進行雙半軸式轉臺