航天器結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動響應(yīng)等效為準(zhǔn)靜態(tài)載荷的方法研究.pdf

1、圖書分類號：V414.3U.D.C.:621工學(xué)碩士學(xué)位論文航天器結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動響應(yīng)等效為準(zhǔn)靜態(tài)載荷的方法研究碩士研究生：李興超導(dǎo)師：陳照波教授申請學(xué)位級別：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論所在單位：機(jī)電工程學(xué)院答辯日期：2008年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著我國航天事業(yè)的快速發(fā)展，對航天器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部門提出了“快、好、省”的要求，以盡量縮短研制周期、減少航天器質(zhì)量、提高航天器可靠性。載荷對航天器

2、結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)最為重要，在發(fā)射階段航天器結(jié)構(gòu)受到的載荷最為嚴(yán)重，隨機(jī)振動載荷是該階段航天器受到的主要載荷。如何對航天器發(fā)射階段隨機(jī)振動載荷進(jìn)行處理來進(jìn)行處理來指導(dǎo)指標(biāo)分配，一直是亟待攻克的技術(shù)難題，其中關(guān)鍵技術(shù)就是將其等效化為準(zhǔn)靜態(tài)載荷。本文從基于單自由度結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動響應(yīng)等效的Miles公式出發(fā)，結(jié)合模態(tài)分析中的模態(tài)參與質(zhì)量分析技術(shù)，對Miles公式進(jìn)行改進(jìn)，使其能夠適用于多自由度復(fù)雜結(jié)構(gòu)，并且盡量反映結(jié)構(gòu)在整帶寬隨機(jī)載荷激勵(lì)下的響應(yīng)。

3、以某型號衛(wèi)星主要結(jié)構(gòu)為對象采用有限元分析法求解模型的各階模態(tài)參與質(zhì)量，進(jìn)而應(yīng)用改進(jìn)Miles公式進(jìn)行隨機(jī)振動響應(yīng)準(zhǔn)靜態(tài)載荷等效。為驗(yàn)證等效方法的正確性，將某型號衛(wèi)星等效的準(zhǔn)靜態(tài)載荷結(jié)果和有限元法與統(tǒng)計(jì)能量分析法(SEA)得出的全頻段響應(yīng)預(yù)示進(jìn)行對比分析。分析某型號衛(wèi)星的主要結(jié)構(gòu)，確定有限元單元類型，利用14波動理論確立網(wǎng)格的大小，建立某型號衛(wèi)星的有限元模型。利用有限元分析軟件MSC.Nastran進(jìn)行隨機(jī)振動響應(yīng)分析，得到某型號衛(wèi)星模型

4、的低頻段隨機(jī)振動激勵(lì)下的加速度響應(yīng)。研究高頻段隨機(jī)振動結(jié)構(gòu)響應(yīng)的統(tǒng)計(jì)能量分析法，建立某型號衛(wèi)星的SEA模型，確定參數(shù)后計(jì)算各子系統(tǒng)的內(nèi)損耗因子、耦合損耗因子及模態(tài)密度，利用通用統(tǒng)計(jì)能量分析商用軟件AutoSEA對該型號衛(wèi)星高頻段隨機(jī)振動結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行預(yù)示。彌補(bǔ)了有限元法分析高頻隨機(jī)振動結(jié)構(gòu)響應(yīng)時(shí)對結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)敏感問題。通過結(jié)果對比證明，本文提出的等效方法對航天器設(shè)計(jì)初期階段的隨機(jī)振動載荷響應(yīng)進(jìn)行等效和預(yù)示具有一定參考意義。關(guān)鍵詞航天器結(jié)構(gòu)；隨