振动离心复合环境试验下的结构响应分析

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1、2015年第6期导弹与航天运载技术No.62015总第342期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.342文章编号：1004-7182(2015)06-0087-04DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20150620振动离心复合环境试验下的结构响应分析1,221夏江宁，逯志国，宋汉文（1.同济大学，上海，200092；2.北京强度环境研究所，北京，100076）摘要：振动离心复合环境试验时，被试结构不但承受径向振动应力和离心力，还会在科氏力的作用下产生切向振动应力。在切向与径向动特性耦合情况下，

2、被试结构在振动离心复合环境下会出现较明显的切向响应，进而形成两个正交方向高度相关的振动环境，暴露结构的潜在隐患。理论推导了被试结构的切向响应解析解，分析动特性耦合程度对径向与切向响应的影响，并通过仿真计算获得了角速度和结构动特性对结构响应的变化规律。关键词：振动离心复合试验；响应分析；科氏力中图分类号：V416.5文献标识码：AStructureResponseAnalysisofSynthesisEnvironmentTestofVibrationandCentrifuge1,221XiaJiang-ning,LuZhi-guo,Song

3、Han-wen(1.TongjiUniversity,Shanghai,200092;2.BeijingInstituteofStrength&EnvironmentEngineering,Beijing,100076)Abstract:Duringthesynthesisenvironmenttestofvibrationandcentrifuge,thetestarticlenotonlybearstheradialvibrationstressandcentrifugalforce,butalsogeneratesthetangent

4、ialvibrationstressbecauseofCoriolisforce.Whenthedynamiccharacteristicsoftangentialandradialdirectionscouple,thetangentialresponsesofthearticleareobviousandformtwoheight-relevantvibrationenvironmentsinmutuallyorthogonaldirection,whichexposesstructure’shiddentrouble.Inthispa

5、per,theanalyticsolutionsofthetangentialresponsesarededucedandtheeffectofthecouplingdegreeonarticle’sradialandtangentialresponsesisobtained.Andtheresultsofthesimulationprovethattheangularvelocityandthedynamiccharacteristicswouldinfluencethestructureresponses.KeyWords:Synthe

6、sisenvironmenttestofvibrationandcentrifuge;Responseanalysis;Coriolisforce[2]0引言八十年代研制了振动离心试验设备；在中国，北京强随着科技水平的发展和作战环境的变化，现代战度环境研究所于2014年研制了振动、温度和面载荷分[1]争中飞行器的机动性显得非常重要。为了提高战场存别与离心两两组成复合环境的试验系统。[3]活概率，飞行器要有强大的瞬态机动性和头部指向能针对离心场下的振动问题，田昌会等提出科氏力力，能够在空间实现翻滚、爬升及俯冲等圆周飞行轨的影响是离心试验不能代

7、替振动离心试验的重要原[4]迹；与此同时，飞行器在高速飞行过程中始终承受来因；朱先辉等分析了离心力对振动台系统的影响，认自发动机和边界气流等随机载荷的激励。对于惯组部为离心力改变了系统的刚度矩阵以及台面的平衡位[5]件和控制计算机等关键电子设备来说，大机动飞行过置；沈润杰等研究了离心机的模态特性的变化规律，程产生的科氏力会造成径向和切向的耦合振动，形成讨论了旋转状态下的软化效应和刚度硬化的影响。高度相关的两维激励环境。振动离心复合环境下的径向运动为受控运动，一为了模拟飞行器机电设备在机动飞行状态下承受般根据标准规范或实测数据由振动台实施规定

8、的运外部振动激励的环境，可采用振动离心复合试验系统。动，而科氏力产生的切向运动是非受控运动，有些情美国的Sandia国家实验室和Wyle实验室在20世纪七况下，切向运动会对试验结