一種微型激振器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、航天器的振動力學(xué)環(huán)境實(shí)驗(yàn)是航天器研制過程中的十分重要環(huán)節(jié)之一，對于檢測航天器在振動環(huán)境中的可靠性有著至關(guān)重要的作用。激振器是力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)中的最為關(guān)鍵的設(shè)備，其在振動測試實(shí)驗(yàn)中為試件提供激振力。在傳統(tǒng)方法下激振器的研發(fā)周期長、成本高，易產(chǎn)生產(chǎn)品更新跟不上當(dāng)前需求等問題。利用建模軟件建立激振器的三維模型，繼而進(jìn)行激振器可動系統(tǒng)的仿真和優(yōu)化計(jì)算，從而可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)的不足，降低實(shí)驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省實(shí)驗(yàn)的成本，最終提高研制效率。針對目前國內(nèi)激振器研制技

2、術(shù)中技術(shù)難題的存在，本論文重點(diǎn)對激振器的可動系統(tǒng)和磁路系統(tǒng)進(jìn)行了研究。
　　首先，本文根據(jù)電動式激振器的原理，運(yùn)用CATIA軟件設(shè)計(jì)了微型激振器的基座，磁路系統(tǒng)，可動系統(tǒng)，支撐彈簧板盤片和殼體等的三維模型。
　　其次，通過理論公式推導(dǎo)并證明了激振器可動系統(tǒng)對模態(tài)力學(xué)環(huán)境實(shí)驗(yàn)的重要影響，給出了激振器可動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和選材依據(jù)。選擇合理的材料并運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真軟件對可動系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)計(jì)算分析。
　　第三，本文運(yùn)用ANSYS軟

3、件對激振器磁路系統(tǒng)進(jìn)行建模，仿真計(jì)算了激振器的工作磁場強(qiáng)度。對比分析了幾種不同磁性材料的性能優(yōu)劣。運(yùn)用電磁感應(yīng)理論進(jìn)行推導(dǎo)，計(jì)算得出激振器工作的最大激振力。
　　最后，運(yùn)用MSC.PATRAN/NASTRAN軟件建立了可動系統(tǒng)的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用Tools-Design Study和Model Variables模塊對彈簧板盤片進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明在滿足設(shè)計(jì)方案需求的前提下，質(zhì)量得到了明顯減輕。此后進(jìn)行了靜力學(xué)分析，頻響分析，模態(tài)計(jì)