点式连接航天器等效刚度模态分析方法.pdf

《点式连接航天器等效刚度模态分析方法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第25卷第1期航天器工程V01．25No．12016年2月SPACECRAFTENGINEERING31点式连接航天器等效刚度模态分析方法石川千1周徐斌1张永涛1’2杜冬1李昊1(1上海卫星工程研究所，上海200240)(2上海利正卫星应用技术有限公司，上海200240)摘要针对点式连接航天器受接触影响而产生的非线性特性，提出了利用线性等效刚度代替非线性刚度以计算点式连接航天器模态的分析方法。首先采用有限元软件对点式连接航天器的非线性刚度进行分析，并基于非线性振动和结构动力学的原理，建立了等效刚度的计算方法。将等效刚度代入广义弹簧单元，最终获得点式连接航天器的简化模型并分析其模态。模

2、态分析结果与试验结果对比显示，相比于传统分析方法，基于等效刚度的简化模型精确地预测了点式连接航天器的模态，有利于提高点式连接航天器的动力学仿真分析精度。关键词航天器；点式连接；模态；等效刚度；非线性特性中图分类号：V414．1文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2016．01．005ModalAnalysisofSpacecraftwithDottedJointsBasedonEquivalentStiffnessSHIChuanqianlZHOUXubinlZHANGYongta01’2DUDon91LIHa01(1ShanghaiInstitu

3、teofSatelliteandEngineering，Shanghai200240，China)(2ShanghaiLizhengSatelliteApplicationTechnologyCo．，Ltd．，Shanghai200240，China)Abstract：Toincludetheinteractioneffectinmodalanalysis，anovelmodelanalysismethodam—ployingtheequivalentstiffnessofdottedjointsisproposedinthispaper．Firstly，afull—sizefini

4、teelementmodelofadottedjointforaspacecraftstructureisestablished．Thenonlinearconnectionstiffnessofdottedjointcorrespondingtodifferentboltquantitiesandloadsarepredicted．AnovelmethodbasedonnonlineardynamictheoryisproposedtOcalculatetheequivalentstiffnessofdot—tedjoints．Then，asimplifiedFEmodelofth

5、espacecraftstructureisestablishedbyemployingthegeneralizedspringelementandthecalculatedequivalentstiffness．ThemodesofthespacecraftstructurearepredictedbythesimplifiedFEmodelandarealsomeasuredinexperiments．Thepredictedmodescoincidequitewellwiththeexperimentalresults．Theproposedmodalanalysismetho

6、disproventobeaccurateandwillfacilitatethedynamicanalysisofspacecraftstructurewithdottedjoints．Keywords：spacecraft；dottedjoints；mode；equivalentstiffness；nonlinearity收稿日期：2015—10—30；修回日期：2015—12—28基金项目：国家重大航天工程作者简介：石川千，女，硕士研究生，从事卫星结构设计和结构非线性动力学研究工作。Email：shichuanqian@163．coin。航天器工程25卷1引言随着航天技术应用时

7、代和外层空间实用时代的到来，结构大型化、复杂化和模块化已成为航天器的一个发展趋势[1]，点式连接多被应用在航天器本体和部件之间、舱段之间、航天器与运载火箭之间以及航天器之间。在保证强度和刚度的要求下，点式连接的螺栓数量(4～12个)一般少于普通舱段连接的螺栓数量(48～64个，参见国内外典型卫星平台)，而且点式连接结构简单轻便，满足了航天器轻量化的指标要求，并具有可靠性高、承载能力强的特点。例如某大型高轨卫星舱段间连接节圆直径1．2m，采用6个爆炸螺栓连接