机械式振动台结构设计及其波形复现性能测试研究

针对当前航空航天、电子工业等领域内中小型高精度振动台的工程需求日益增加,提出了一种基于计算机技术、嵌入式控制技术和电机控制技术的整套振动台设计方案。为了验证所设计的机械式振动台的波形复现是否满足振动台测试精度要求,以真实的地震加速度信号作为振动台的激励输入,对振动台关键模块进行性能测试试验,同时比较振动台在空载和负载两种不同工况状态下的波形复现精度。结果表明:各个模块的性能满足系统需要,在不同工况下的波形复现最大误差控制在0.15 mm～0.28 mm范围之内,波形跟随性良好,整个振动台系统架构设计合理,系统稳定可靠。该方案可为未来中小型振动台的设计和工程应用提供技术支持,具有一定工程实际应用意义和参考价值。     

400kN振动台虚拟试验仿真技术研究

文章从卫星工程结构动态试验的重要性出发,指出振动台试验的计算机仿真技术研究是当前研究的前沿课题,介绍了振动台虚拟试验技术研究的基本内容,包括有限元数学模型修改、台面控制振动台试验的计算机仿真技术的实现、200kN振动台空台试验的计算机仿真、400kN振动台空台试验的计算机仿真.     

用于复杂应力状态复合材料性能实验研究的双向加载试验机

介绍了一种用于复合材料板试样作双向加载试验的材料试验机,该试验机由计算机控制,可实现按比例的双向加载,可在4个应力象限內作不同形式的组合应力试验,最大拉伸载荷可达110kN,最大压缩栽荷可达170kN。该试验机的研制成功为复合材料强度理论的研究提供了有利的条件。     

多维虚拟振动试验系统设计及应用

虚拟振动试验能在产品设计阶段对其进行结构动力学分析和振动环境预评估,缩短产品研制周期,节省研制费用.本文完成了振动台机电耦合建模、刚体建模、试件有限元建模和闭环控制系统设计,建立了三维虚拟振动试验系统,开展了一维和三维正弦扫描虚拟振动试验技术研究.仿真结果表明：振动台机电耦合模型的频率特性与实际振动台的试验数据吻合;激振方向会对试件的加速度响应产生显著影响;与一维振动试验结果相比,多维虚拟振动试验不仅能明显提高故障激发效率,而且可以激发试件的高阶局部模态,使其高频段内的最大动应力曲线出现多个较高峰值且幅值增幅明显.     

世界最大推力电动振动台问世

近日,中国航天科技集团公司所属北京强度环境研究所自主研发的70 t超大推力电动振动台在天津大型运载火箭研制基地顺利完成了测试工作,其各项指标达到国际领先水平,推力为国外现有最大推力35 t振动台的2倍,成为世界上推力最大的电动振动台。     

北京卫星环境工程研究所力学试验能力迈上新台阶

北京卫星环境工程研究所在新研制了1070m3混响室的同时,不久前又引进了290kN大推力振动台。这是该所除了有2×200kN双振动台以外又一单台大推力振动台。     

一种系统级多维振动试验技术

与传统一维振动试验相比,多维振动试验能更加真实地模拟实际振动环境,有利于暴露潜在缺陷。研究了一种采用4个振动台、分别从水平和垂直方向施加激励的系统级多维振动试验技术,并阐述了该试验系统的总体设计、机械解耦技术、多维振动控制技术和夹具设计技术。通过运用三维建模、动力学分析和优化设计等手段,自主研制了系统样机并开发了振动控制软件,在国内首次实现了4台电磁振动台两轴向的同时激励。对关键技术的验证试验表明,采用的各项技术满足试验需要,各项指标满足设计要求。     

液体火箭发动机三轴向虚拟振动试验技术研究

振动试验是液体火箭发动机结构可靠性评估和力学环境适应性验证的重要内容。相比单轴振动试验,三轴向振动试验能够更加真实地模拟产品的实际受力状态。开展三轴向虚拟振动试验研究,对于预示发动机动态响应,指导结构设计优化,以及研究修改单轴向振动试验输入谱以适用于三轴向振动试验都具有重要的研究价值。针对液体火箭发动机的振动问题,利用三轴向振动台的控制方法和有限元仿真技术,逆向构建了某三轴向振动台的虚拟振动试验系统。基于Patran有限元平台将某型号产品和振动台模型进行联合仿真动力学建模,以发动机正弦振动和随机振动试验条件作为动力学响应分析的载荷边界,利用Nastran进行三轴向振动问题求解。通过与实际的振动试验结果的对比和修正,获得精确的三轴向振动台和产品仿真模型、精确控制方法等,为液体火箭发动机结构振动响应预示、薄弱环节识别提供虚拟试验技术手段。     

宇航产品振动试验用夹具绝对传递率的问题分析研究

振动试验作为考察产品可靠性的重要手段,如何正确有效的进行振动试验,是每个实验室或者试验人员必须要掌握的技能,振动试验夹具的优劣性,是保证振动试验顺利进行的重要前提,在实验室模拟振动时,输入量级和输出量级进行1∶1的传递,是不可能的.如果将振动台的激励源、夹具、产品看做三个不同的单元,则振动台的激励源可被视为输入,夹具视为传递,产品视为输出,这三者尽可能的刚性连接,由于阻尼的存在,在量级的传递过程中不可避免的会出现能量损失,导致无法实现1∶1的传递,但可将这种输入和输出之间的传递比尽可能的做到最大,也就是夹具的传递率最大,以这种假设为前提,以系统运动微分方程为理论基础,通过试验时的工作频率与产品及夹具在粘性阻尼系统中固有频率的关系,得出一个关于系统阻尼系数方程,同时借鉴半功率带宽法求的其阻尼系数,从而得到完整的输入与输出的关系比,即为夹具的绝对传递率,这样可以使得试验操作人员在进行试验的同时,更加明确输入的量级与产品实际经受的量级的对比关系,同时为工程中遇到此类问题时,提供一个切实可行的方法.     

捷联系统频率特性测试方法的研究

测试捷联—数字式姿态控制系统频率(动态)特性通常是把动力调谐陀螺置于高精度、宽频带角振动台上进行。本文提出一种在动力调谐陀螺伺服回路的校正网络输入端加电激励信号代替角振动台来测试姿态控制系统频率特性的方法。原理上讲,这种方法和用角振动台的方法是完全等效的,但由于取消了高精度、宽频带的角振动台,从而简化了测试设备,降低了测试设备的成本。     

一种气动式冲击响应谱试验系统的设计与分析

大多数航天器单机产品都要求进行冲击响应谱试验,试验量级普遍为1000g~2000g,甚至超过3000g。对于较大质量(如50 kg以上)产品高量级的冲击试验,振动台、传统的摆锤式或跌落式冲击试验台均很难满足相关要求。文章研究并设计了一套能够进行大质量受试产品高量级冲击响应谱试验的气动冲击试验系统。该系统利用压缩空气瞬间释放膨胀推动质量块加速撞击具有多阶固有频率的谐振板,通过谐振板被激起的响应模拟复杂的衰减正弦波。测试结果表明,系统空载时冲击谱量级达8000g,负载200 kg时可达5000g,时域曲线为振荡衰减波,持续时间小于10 ms。文章提出的气动式冲击响应谱试验系统设计方法可为此类冲击试验系统的设计提供参考和理论依据。     

200 kN振动台动圈建模与仿真分析

文章利用Solidworks软件及Cosmosworks软件针对200 kN振动台动圈进行了建模和有限元模态分析,通过模态试验对模型进行了修正,并以修正后的模型为基础进行了动态响应仿真分析,得到了传递函数和响应曲线,计算出1 g加速度控制条件下的驱动力谱,并运用该力谱模拟了正弦扫频试验,得到的控制点响应曲线与实际情况较为吻合。     

多轴振动台试验系统取得重大进展

本期魏军的论文《多轴振动台试验系统传递函数估计的数值仿真研究》中所介绍的多轴振动台试验系统,目前在北京卫星环境工程研究所取得了重大进展。     

惯测组合的测试原理及方法

惯测组合是惯性制导系统的一个重要组成部分，通过对惯测组合测试，可鉴定其性能和质量，同其误差模型进行补偿，以供控制系统使用。本文主要针对二自由度挠性调谐陀螺仪，讲述了惯测组合（主要由陀螺仪和加速度计组成）的测试原理的方法，首先介绍耻组合的组成、静态误差模型，然后给出试验方法（有两个试验：速率试验和位置试验），最后讲述了试验数据处理的方法及原理。     

大型振动台结构设计中的有限元分析与应用

振动台是振动试验系统的主体结构。文章以某大型振动台结构设计为例,探讨了有限元法在振动台结构设计中的应用。工程实践表明,有限元法在大型振动台结构分析设计中,可以解决复杂结构的力学计算问题,有助改进结构设计,提高振动台结构的合理性和可靠性。     

捷联惯性测量组合测试系统安全性与可靠性设计

本文叙述了捷联惯性测量组合测试系统安全性、可靠性设计的重要意义以及其基本组成和主要功能。从测试系统自检、电磁兼容设计、三轴转台防“飞车”设计和数据传输设计等方面，阐述了在研制过程中提高其安全性、可靠性设计采取的措施以及试验和达到了技术指标情况。     

基于联合仿真技术的虚拟振动试验平台建设

对电动振动台机电耦合系统进行辨识,通过Amesim软件建立了电动振动台的机电耦合模型,在Virtual.lab软件中建立了振动台与试验件的刚柔耦合模型,借助Matlab/Simulink软件建立了振动台的控制系统,最终基于联合仿真技术建立起了闭环虚拟振动台的正弦扫描振动试验平台。通过算例研究,表明所建立的虚拟振动试验平台能够很好地实现对试验件的正弦扫描振动试验,并能够实现仿真结果在Virtual.lab中的可视化。     

碳/环氧网格面板-铝蜂窝夹层结构板弯曲刚度试验研究

根据任务需要 ,对碳 /环氧网格面板 -铝蜂窝夹层结构板进行弯曲刚度性能试验 ,因目前尚无该产品试验标准 ,文章通过对试验方法的研究后 ,参考相应试验标准 ,测试了有关性能数据 ,为材料研究及产品验收提供了可靠的依据     

角幅测试系统设计(一)

简述了角幅测试系统的课题来源及设计要求，阐述了系统的技术关键、设计思想和实现方案，分析了系统误差及试验情况，介绍了产品达到的性能及技术特点。     

碳／环氧网格面板-铝蜂窝夹层结构板弯曲刚度试验研究

根据任务需要，对碳／环氧网格面板-铝蜂窝夹层结构板进行弯曲刚度性能试验，因目前尚无该产品试验标准，文章通过对试验方法的研究后，参考相应试验标准，测试了有关性能数据，为材料研究及产品验收提供了可靠的依据。