基于电磁式隔振器的整星隔振平台动力学及隔振性能分析

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1、硕士学位论文基于电磁式隔振器的整星隔振平台动力学及隔振性能分析WHOLE-SPACECRAFTISOLATIONPLATFORMWITHITSDYNAMICSANDPERFORMANCEBASEDONELECTROMAGNETICVIBRATIONISOLATOR唐介哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：O328,TH113.1学校代码：10213国际图书分类号：531,534密级：公开工学硕士学位论文基于电磁式隔振器的整星隔振平台动力学及隔振性能分析硕士研究生：唐介导师：曹登庆教授申请学位：工学硕士学科：一般力学与力学基础所在单位：航天学院答辩日期：2015年6

2、月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O328,TH113.1U.D.C:531,534DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringWHOLE-SPACECRAFTISOLATIONPLATFORMWITHITSDYNAMICSANDPERFORMANCEBASEDONELECTROMAGNETICVIBRATIONISOLATORCandidate：TangJieSupervisor：Prof.CaoDengqingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineering

3、Speciality：GeneralandFundamentalMechanicsAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要卫星从地面发射到进入太空的过程中，会遭受到火箭发动机所产生的随机激励、准静态推力，以及整流罩分离所产生的瞬态冲击等各种激励作用。因此，对发射阶段的卫星采取隔振减振措施十分必要。为了确保卫星的成功发射，整星隔振技术被广泛地应用于卫星的发射

4、任务中。整星隔振技术最早于20世纪90年代提出，其主要目的是通过建立新型的整星隔振平台，以替代传统的刚度较大的适配器或者是将隔振平台加装在刚性适配器与卫星之间，以此来降低卫星所承受的动力学荷载，保证卫星的成功发射。本文基于电磁式隔振原理提出了一种新型的整星隔振平台，主要研究内容有以下几个方面：研究了电磁式隔振器的工作原理，包括电磁式隔振器的主动隔振工作原理和单自由度电磁式隔振动器的设计；主动式电磁隔振器在将线圈进行短接后由电磁学原理可知，可以将主动的隔振器改变为被动的隔振器。根据进一步的研究设计出了隔振用电磁式隔振器，并对电磁式隔振器的隔振性能进行了实验分析；在实验分析

5、中检验了电磁隔振器的主被动隔振性能。在进行整星隔振平台设计时，提出了一种基于行程放大原理的隔振机构；分析了行程放大机构的理论原理，建立了该机构的动力学方程并分析了其动力学响应；从理论上验证了该机构的隔振性能。提出了基于电磁式隔振器的占用空间小和质量轻的新型整星隔振系统，介绍了新型整星隔振系统的结构特点，整星隔振系统的结构组成。用有限元的方法建立了有无整星隔振平台的系统模型，分析了其结构的固有特性，得到了系统前几阶的固有频率和振型。对原结构和新型的整星结构进行了数值的动力学仿真分析。通过对比原结构和新型整星结构在卫星上关键点的响应情况，表明该新型整星隔振器能够大大降低卫星

6、的共振频率的振动幅值，有效地抑制卫星的振动。并且进一步分析了做动器的安装方式对隔振平台隔振性能的影响，提出了几种不同的安装方式。对比分析了不同的安装方式的优劣和采用最终结构形式的原因。关键词：整星隔振；电磁作动器；行程放大器；整星隔振平台；固有特性；隔振性能。-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThesatellitewillsufferrandomexcitationinducedbyrocketmotor,thesteady-stateaerodynamicloadingsandshockloadsalongwiththestageseparatio

7、n,etc.Thus,itisnecessarytoinvestigatethevibrationisolationapproachforprotectingthesatelliteinlaunchperiod.Forthesuccessfullaunchingofaspacecraft,whole-spacecraftvibrationisolationiswidelyappliedtothesatellitelaunchingprocessforpreventingthespacecraftfrombeingdamaged.Inthe