试议结构航天器典型部件微振动隔离技术

论文导读：
摘要：当代科技的进步对航天器指向稳定性和观测分辨率提出了越来越高的要求，航天器在轨运转的微振动干扰已成为制约高敏感度有效载荷利用的瓶颈。其中，动量轮、飞轮、反作用轮和制约力矩陀螺等姿态制约组件工作时产生的扰动是影响有效载荷成像质量的主要扰动源，需要对其扰动进行抑制。本论文针对两种型号的航天器，分别探讨浅析了其姿态制约组件的微振动隔振系统，即：对于某型号卫星，采取由多杆粘性流体阻尼器构成的并联隔振平台对其制约力矩陀螺（CMG）组件进行振动隔离，探讨了该并联隔振平台的隔振性能，并对构成其单杆的流体阻尼器三参数模型中的特点参数进行优化；对于另一型号卫星，提出了一种新型的隔振装置——弹性平面索网隔振结构对其动量轮组件进行振动隔离，对该隔振装置进行论述探讨，并通过实验验证其隔振性能，浅析结构参数对其隔振性能的影响，为进一步的设计提供了论述基础和参考。本论文的结构和主要探讨内容如下。第一章：介绍论文的探讨背景、探讨作用以及探讨的主要内容，并基于现有文献，对国内外航天器部件微振动隔振技术进行了归纳和总结，尤其对航天器上微振动的主要扰动源——姿态制约组件的隔振技术进行了详细介绍。第二章：基于ANSYS数值仿真软件，对多杆粘性流体阻尼器并联隔振平台进行仿真浅析。首先介绍并联隔振平台有限元模型的建模历程，再对模型进行模态、谐响应和瞬态响应动力学浅析，探讨隔振装置的隔振性能，为进一步的优化工作提供基础。第三章：采取基于频响函数综合的子结构策略对并联隔振平台进行建模和模型参数的优化。首先将系统划分为各独立的子结构，推导出各子结构的频响函数、传递函数，再利用各子结构之间的位移连续和力平衡推导出总系统统的输入和输出的联系，最后针对选定的优化目标，利用灵敏度浅析的策略对阻尼器的特点参数进行优化。第四章：针对某型号航天器微振动隔离的需求，提出了一种新型的弹性平面索网隔振结构。首先对该隔振结构的基本要素——张紧弦索的受力特性进行浅析，建立其受力-变形之间的非线性剖析表达式；其次建立弹性平面索网隔振结构的等效动力学模型，对弹性平面索网隔振结构的非线性动力学响应特性进行浅析。第五章：对弹性平面索网隔振结构进行试验探讨，通过锤击激励下的模态测试和振动台激励下的传递特性测试，验证平面索网结构的隔振性能。并对实验数据进行整理浅析，得出对指导弹性平面索网隔振结构的设计具有较高参考价值的结论。第六章：对论文的探讨工作、革新点以及今后的探讨进行了总结和归纳。关键词：航天器微振动隔离论文粘性阻尼并联隔振平台论文参数优化论文基于频响函数综合的子结构策略论文弹性平面索网隔振结构论文非线性动力学浅析论文
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Abstract8-15
第一章 绪论15-28

1.1 探讨背景及作用15-17

1.2 国内外探讨近况17-26

1.2.1 动量轮组件微振动隔离技术19-25

1.2.2 其它部件微振动隔离技术25-26

1.3 论文主要探讨内容26-28

第二章 CMG 组件微振动隔离并联隔振平台仿真浅析28-57

2.1 引言28-29

2.2 基于流体阻尼隔振器的并联隔振平台原理29-31

2.1 并隔振平台整系统统布局29-30

2.2 波纹管流体阻尼隔振器30-31

2.3 并联隔振平台整系统统的有限元建模历程31-41

2.3.1 系统各子模块有限元模型建立31-37

2.3.2 系统边界条件和约束37-38

2.3.3 服务舱网格划分验证38-41

2.4 并联隔振平台有限元模型运算结果及浅析41-56

2.4.1 模态浅析41-44

2.4.2 谐响应浅析44-49

2.4.3 瞬态响应浅析49-56

2.5 本章小结56-57

第三章 并联隔振平台特点参数优化浅析57-80

3.1 引言57

3.2 基于频响函数综合的子结构策略系统建模及浅析57-66

3.

2.1 基于频响函数综合的子结构策略57-58

3.

2.2 系统建模推导58-64

3.

2.3 系统建模验证64-66

3.3 基于灵敏度浅析的隔振器参数优化66-78

3.1 基于灵敏度浅析的优化策略66-68

3.2 优化策略推导68-69

3论文导读：4.1模态测试102-1055.4.2位移传递率测试105-1085.5本章小结108-109第六章总结与展望109-1136.1全文总结109-1106.2主要革新1106.3探讨展望110-113参考文献113-123致谢123-125攻读硕士学位期间已发表或录用的论文125上一页12
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3.3 不同构型的并联隔振装置参数优化69-78

3.4 本章小结78-80

第四章 动量轮组件微振动隔离装置弹性平面索网结构浅析80-98

4.1 引言80

4.2 弹性平面索网微振动隔振结构80-82

4.3 张紧弦索结构浅析82-85

4.4 弹性平面索网结构等效动力学浅析85-92

4.1 索网结构非线性等效动力学方程推导85-88

4.2 索网结构非线性等效动力学方程求解88-92

4.5 弹性平面索网隔振结构设计算例浅析92-96

4.5.1 计算工况设置92-93

4.5.2 主共振浅析93-94

4.5.3 1/3 次超谐共振浅析94-95

4.5.4 3 次超谐共振浅析95-96

4.6 本章小结96-98

第五章 弹性平面索网结构隔振实验探讨98-109

5.1 引言98

5.2 振动测试基本论述98-99

5.

2.1 振动实验测试及测试内容介绍98-99

5.

2.2 振动测试的仪器设备99

5.3 实验系统99-102
5.

3.1 实验对象99-100

5.

3.2 实验框图100-101

5.

3.3 实验工况设计101-102

5.

3.4 实验测试系统102

5.4 实验结果及浅析102-108
5.

4.1 模态测试102-105

5.

4.2 位移传递率测试105-108

5.5 本章小结108-109
第六章 总结与展望109-113

6.1 全文总结109-110

6.2 主要革新110

6.3 探讨展望110-113

参考文献113-123
致谢123-125
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文125