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《哈尔滨工业大学》 2010年
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整星隔振平台动力学仿真及软件设计

次永伟  
【摘要】: 随着航天、航空技术的飞速发展,航天器结构的复杂程度与航天要求不断提高,振动与控制问题变得越来越突出。整星隔振系统的互换性很强,对于不同的卫星,可采取相同的隔振器结构,仅略微调整整星隔振系统参数来满足性能要求。鉴于这种重复性工作浪费很多人力物力,为了满足广大用户的需求,这就势必需要开发一套专门针对整星隔振的软件平台,对复杂、难于理解和掌握的MSC.PATRAN命令流进行后台封装。 本文首先建立了粘弹性阻尼材料的数学模型并给出了粘弹性材料参数的实验测量方法,建立了实验室所用阻尼装置的有限元模型,将其应用到隔振器当中去。我们建立了整星被动隔振平台缩比样机的有限元模型,并进行了模态分析和复模态分析,由复模态分析可以计算得到最佳隔振效果时的阻尼片数以及单片阻尼面积,针对最佳的阻尼面积来进行频响分析,并将隔振后传递率与隔振前传递率进行对比,所得结论为该型隔振器在很大程度上降低了卫星的振动响应。 本文在上述实验室缩比样机力学模型建立的基础上,利用VC++建立了一套整星隔振平台,对复杂的patran命令流进行后台封装,方便用户操作,用户只需在界面上输入相应的隔振器参数,选择相应的卫星以及分析类型,系统可以直接调用patran进行建模、网格划分、材料单元属性定义、加载以及定义分析类型进而调用NASTRAN进行有限元计算。本文给出几个应用实例与实验进行对比,结果表明频率误差保持在2%以内,传递率由于受很多不可测量因素的影响,其误差在30%以内,且仿真得到的传递率趋势与实验相同,因此我们认为仿真与实验相关性良好。在隔振平台得到验证的情况下,我们将此隔振平台应用到实际的大卫星当中去,用户只需通过界面操作来调整隔振器的参数进而对其进行优化,从仿真结果我们可以看到,其主要节点的传递率都降低了40%以上,我们的隔振器对实际的大卫星有一定的减振作用,该隔振器可以推广应用到实际卫星当中去。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB535.1;V423.42

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