基于统计能量法的星箭解锁冲击响应谱分析

《基于统计能量法的星箭解锁冲击响应谱分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文基于统计能量法的星箭解锁冲击响应谱分析SHOCKRESPONSESPECTRUMANALYSISOFUNLOCKINGABOUTSEPARATIONBETWEENSATELLITEANDROCKETBASEDONSTATISTICALENERGYANALYSIS彭志刚2015年6月国内图书分类号：V474学校代码：10213国际图书分类号：629.7密级：公开工学硕士学位论文基于统计能量法的星箭解锁冲击响应谱分析硕士研究生：彭志刚导师：马文来副教授申请学位：工学硕士学科：航空宇航科学与技术所在单位：航天

2、学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:V474U.D.C:629.7DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSHOCKRESPONSESPECTRUMANALYSISOFUNLOCKINGABOUTSEPARATIONBETWEENSATELLITEANDROCKETBASEDONSTATISTICALENERGYANALYSISCandidate：PengZhigangSupervisor：Asso.Prof.MaWe

3、nlaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：AerospaceScienceandTechnologyAffiliation：DepartmentofAerospaceDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要航天器分离装置都采用爆炸螺栓解锁实现，但是在解锁过程中会引起包含高频率在内的复杂冲击

4、振动响应。有限元方法受单元数的限制，只能分析低阶模态的简单模型的瞬态响应，所以为了研究复杂模型的高频冲击振动响应，提出了统计能量分析方法，从而解决了高频和宽频内的振动分析问题。首先对平板、曲面板和蜂窝夹层板的模态密度进行理论求解，并且和VAONE软件求解的结果进行了对比，误差很小，软件计算可信。同时分析了结构内损耗因子和耦合损耗因子的机理，并且对两垂直板耦合连接的情况理论求解，同样用VAONE软件进行仿真计算和对比，结果可信。从而为统计能量分析奠定基础。利用VAONE软件建立整星模型，为后续需要分析的子系统进行命名

5、，并通过整星中各结构的模态数量来确定低频区和高频区的边界。推导薄板的频域位移响应解析解，对比有限元法和统计能量法的计算结果，有限元法结果与解析解在低频区完全一致，统计能量法结果整体趋势和解析解相同。在单块薄板的分析基础上，对整星进行有限元法的频响分析和统计能量法的振动分析，通过对比结果来验证统计能量模型的正确性。最后通过对比薄板的瞬态位移响应解析解和VAONE冲击响应计算结果，验证了VAONE软件基于统计能量法的冲击振动求解器的正确性。分别仿真单点爆炸解锁和四点爆炸解锁，同时通过改变整星的质量和结构材料，分析不同参

6、数对冲击响应的影响，从而实现了星箭分离解锁冲击响应谱的预示。本文从统计能量法的前期参数分析开始，由简单到复杂对方法和软件的求解器以及统计能量整星模型都进行了验证。最后得到了星箭解锁冲击响应谱结果，从而为卫星的设计初期以及进行整机振动试验之前提供有价值的参考。关键词：高频振动；冲击响应谱；统计能量分析；VAONE；爆炸解锁；卫星I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractSeparationofspacecraftdevicesareachievedbytheexplosivebolts,butcomplexsh

7、ockandvibrationresponsewithahighfrequencywilloccurinunlockingprocess.Becauseoflimitingofthenumberofelement,finiteelementmethodcanonlysolvetransientanalysisoflowordermodesofthesimplemodel.Therefore,inordertostudythehigh-frequencyvibrationresponseofcomplexmodels

8、,statisticalenergyanalysismethodisproposedtosolvetheproblemofstructuralvibrationinhighandbroadbandfrequency.First,modaldensityofflat,curvedpanelsandhoneycombsandwichpanelsaresolved