航天器結構隨機振動響應等效為準靜態(tài)載荷的方法研究.pdf

1、圖書分類號：V414.3U.D.C.:621工學碩士學位論文航天器結構隨機振動響應等效為準靜態(tài)載荷的方法研究碩士研究生：李興超導師：陳照波教授申請學位級別：工學碩士學科、專業(yè)：機械設計及理論所在單位：機電工程學院答辯日期：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摘要隨著我國航天事業(yè)的快速發(fā)展，對航天器結構設計部門提出了“快、好、省”的要求，以盡量縮短研制周期、減少航天器質量、提高航天器可靠性。載荷對航天器

2、結構可靠性設計最為重要，在發(fā)射階段航天器結構受到的載荷最為嚴重，隨機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)射階段隨機振動載荷進行處理來進行處理來指導指標分配，一直是亟待攻克的技術難題，其中關鍵技術就是將其等效化為準靜態(tài)載荷。本文從基于單自由度結構隨機振動響應等效的Miles公式出發(fā)，結合模態(tài)分析中的模態(tài)參與質量分析技術，對Miles公式進行改進，使其能夠適用于多自由度復雜結構，并且盡量反映結構在整帶寬隨機載荷激勵下的響應。

3、以某型號衛(wèi)星主要結構為對象采用有限元分析法求解模型的各階模態(tài)參與質量，進而應用改進Miles公式進行隨機振動響應準靜態(tài)載荷等效。為驗證等效方法的正確性，將某型號衛(wèi)星等效的準靜態(tài)載荷結果和有限元法與統(tǒng)計能量分析法(SEA)得出的全頻段響應預示進行對比分析。分析某型號衛(wèi)星的主要結構，確定有限元單元類型，利用14波動理論確立網格的大小，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進行隨機振動響應分析，得到某型號衛(wèi)星模型

4、的低頻段隨機振動激勵下的加速度響應。研究高頻段隨機振動結構響應的統(tǒng)計能量分析法，建立某型號衛(wèi)星的SEA模型，確定參數后計算各子系統(tǒng)的內損耗因子、耦合損耗因子及模態(tài)密度，利用通用統(tǒng)計能量分析商用軟件AutoSEA對該型號衛(wèi)星高頻段隨機振動結構響應進行預示。彌補了有限元法分析高頻隨機振動結構響應時對結構細節(jié)敏感問題。通過結果對比證明，本文提出的等效方法對航天器設計初期階段的隨機振動載荷響應進行等效和預示具有一定參考意義。關鍵詞航天器結構；隨