鋁蜂窩夾層結構損耗因子實驗辨識.pdf

1、國內圖書分類號：V414.1 國際圖書分類號：534-8 工學碩士學位論文 鋁蜂窩夾層結構損耗因子實驗辨識 碩 士 研 究 生：張 飛 導 師：孔憲仁 教授 申 請 學 位：工學碩士 學 科 、 專 業(yè)：飛行器設計 所 在 單 位：航天學院衛(wèi)星技術研究所 答 辯 日 期：2008 年 6 月 授 予 學 位 單 位：哈爾濱工業(yè)大學 哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文 - - I摘要 航天飛行器系統(tǒng)在運輸和飛行過程中經常會遭受到高頻的沖

2、擊、振動及噪聲等惡劣的動力學環(huán)境作用，這些動力學環(huán)境對飛行器的結構和儀器往往會造成巨大的破壞。因此動力學環(huán)境的精確預示對系統(tǒng)可靠性具有重大意義，而環(huán)境預示中的重要一環(huán)就是結構參數(shù)的辨識。 本文中采用對高頻振動環(huán)境分析運用比較廣泛的統(tǒng)計能量分析方法。首先基于穩(wěn)態(tài)功率輸入法對簡單耦合結構進行初步實驗辨識。實驗中由兩塊鋁蜂窩夾層板組成簡單耦合結構，此簡單結構具有兩個自由度，將其中一塊板的一邊固定，其余各邊及另一塊板采用自由邊界條件。分別對兩塊

3、板進行穩(wěn)態(tài)隨機激勵，由統(tǒng)計、能量的思想分別計算穩(wěn)態(tài)隨機激勵的輸入功率和被激結構的平均能量，從而求得本文給出的簡單耦合結構的內損耗因子及耦合損耗因子。另外采用瞬態(tài)實驗方法對結構內損耗因子進行了辨識，瞬態(tài)實驗采用瞬態(tài)包絡線技術，此方法對簡單結構內損耗因子的測量比較簡單、適用，并具有良好的測量精度和廣泛的適用性。為驗證穩(wěn)態(tài)實驗辨識結果的正確性，利用有限元軟件對穩(wěn)態(tài)功率輸入法進行了仿真驗證。穩(wěn)態(tài)實驗結果、瞬態(tài)實驗結果和有限元軟件仿真驗證結果有較

4、好的一致性。 最后對復雜的耦合結構展開損耗因子辨識。復雜結構是由五塊板構成的箱體結構，結構材料為目前航天工程中常用的鋁蜂窩夾層結構。對復雜結構采用其中 1 個子結構固支，其余自由的邊界條件，分別對各個子結構進行穩(wěn)態(tài)隨機激勵，進行損耗因子的實驗辨識。最后使用有限元軟件 Patran 對復雜結構進行仿真驗證，為保證與實驗條件的一致性，施加激勵時采用實驗測量到的輸入力譜，獲取每塊板結構上各個有限單元的速度信號，以便于計算板的平均儲存能量。最終