月球探测器力学环境研究及试验条件制定

相对于传统航天器,月球探测器所经历的某些力学环境具有特殊性,需要有针对性地开展研究并进行相应的环境模拟试验。文章分析了月球探测器力学环境在不同飞行阶段中的特点,对比较特殊的着陆冲击环境和颠簸振动环境分别开展了重点研究,并提出了相应的环境模拟试验条件制定方法。对于着陆冲击环境,采用以加速度试验条件、正弦振动试验条件、随机振动试验条件和冲击试验条件分频段等效包络的方法制定试验条件;对于颠簸振动环境,采用道路模拟试验台模拟颠簸能量的方法制定试验条件。所提出的方法已成功应用于嫦娥三号和嫦娥五号月球探测器的研制过程中,并通过了嫦娥三号月球探测器实际飞行验证。     

小卫星随机振动试验和噪声试验对比研究

针对小卫星的结构特点,从理论和试验两方面对比分析了随机振动环境和噪声环境的特点及环境试验的效果。根据典型小卫星分舱段两种试验的数据,分析得出随机振动试验比噪声试验更适合于小卫星的结论,为制定小卫星力学环境试验方案提供依据。     

多通道随机振动环境试验数据处理软、硬件的开发和应用

介绍多通道随机振动环境试验数据处理的软件和硬件。叙述了硬件方案的选择、硬件的配置、软件的环境和软件的组成等,并利用所开发的数据处理系统进行了卫星部件的随机振动试验。     

卫星产品多轴随机振动试验条件制定方法初探

卫星产品多轴随机振动试验技术的难点之一是试验条件的制定。文章分析了多轴随机振动试验条件制定的理论基础,并就多轴随机振动试验条件的工程处理方法从模型使用、简化处理、互谱设计、时域信号等4个方面进行了探讨,最后从简化处理、遥测数据分析、仿真计算和现有试验数据分析对比4个角度对卫星产品多轴随机振动试验条件的制定思路提出了建议。     

微小卫星动力学环境试验技术及试验数据分析

文章重点针对某微小卫星力学环境要求,对模拟环境试验进行了相关设计,并对整星正弦和随机振动试验的数据结果进行分析处理,同时在试验前后利用光学经纬仪对整星结构进行了精度测量。通过试验和测量结果验证了初样星整星结构的合理性,而且针对试验中所存在的问题给出了相关解决办法。该文对同类型微小卫星的力学试验验证工作有一定的工程参考价值。     

激励频段对航天器随机振动载荷的影响

在航天器随机振动等效准静态载荷计算中,高频因对随机振动载荷的贡献较小而可以被截去,但目前截止频率的选择还未有完全确定。为确定随机振动环境下的计算频段,文章设计了不同动态特性的组件进行不同截止频率的随机振动试验,并根据试验数据分析研究了不同特性组件在不同振动频段下应变的变化规律。研究结果认为,对于一般组件,随机振动的计算截止频率可取为组件主频率的1.5倍。针对非均匀输入加速度谱的随机振动载荷计算问题,文章提出分频段的分析方法。按3个基本频段计算随机振动载荷,分析得到了不同频段对总随机振动载荷贡献大小和规律,以及截止频率误差的影响因素和影响大小。算例表明,分频段法可以用于不同状态输入加速度谱的随机振动载荷计算。     

基于数据匹配的机载外挂装备部件振动试验优化设计方案

单独对喷气式飞机外挂某装备的部件开展振动试验时出现了过试验,造成该部件功能失效,与飞行实际情况不符。为此提出了振动响应数据匹配要求。根据随机振动理论分析了导致试验频响数据与实测数据差异的工程因素。通过控制方案研究、加载部位及载荷传递路径模拟以及夹具频响特性设计改进,实现了该部件振动试验响应数据与实测数据的匹配。采用该试验方法能够有效避免过试验,提高振动试验模拟的真实性和有效性。     

变均方根随机振动?变加速度离心复合试验

为在地面试验中更真实地模拟再入飞行过载、振动力学环境的时变特性和复合特性,以再入飞行器子系统为对象,开展变均方根随机振动?变加速度离心复合试验研究。设定试验条件时,对预示弹道过载数据进行平滑和重采样,得到变加速度离心试验条件;对实测振动数据频谱进行归一化和频谱加权融合,得到变均方根随机振动试验条件。复合试验结果表明,给出的试验条件控制可行,实现了再入飞行振动历程和过载历程的同时模拟。     

基于力限的加速度谱下凹技术研究

为了缓解随机振动“过试验”现象,通常需要在试验件共振频段将加速度谱下凹。结合工程实际,文章基于力限振动试验的基本原理,提出了基于力限的加速度谱下凹策略,最后计算了某航天器有效载荷的加速度下凹谱,可以为随机振动试验加速度条件下凹提供技术支持,具有较好的工程应用价值。     

应用圆盘工装谐振实现高量级随机振动

针对高量级随机振动试验提出了一种利用工装谐振原理在振动台上实现高量级振动的试验方法。首先在理论上分析振动台系统的圆盘工装的振动特性,利用谐振原理设计了结构响应放大装置,并在理论上分析了该装置的结构响应放大的可行性,最后应用该装置成功完成了伺服机构高量级步进随机振动试验,验证了其在高量级随机振动试验中的有效性。     

基于实测数据的卫星公路运输动力学特性仿真分析方法

为解决卫星运输跑车试验耗时耗力的问题,采用仿真方法研究了卫星在公路运输过程中的动力学特性。先基于大量实测数据,建立仿真分析输入谱;再通过Patran/Nastran有限元软件建立包装箱–卫星的联合仿真模型,对经过组合体模态试验修正后的模型进行了模态分析和随机振动响应分析,得到了模型的前6阶模态振型以及关键部位的加速度和应力响应RMS值。结果表明:联合仿真模型各部位的应力RMS值远低于材料屈服极限,卫星结构具有足够的安全裕度。该仿真分析方法可以准确有效地分析卫星在运输过程中经受的力学环境,为卫星结构及包装箱设计提供依据。     

钛合金高压气瓶表面裂纹程序载荷谱试验的结果和分析

本文介绍两个带有疲劳表面裂纹的钛合金高压气瓶在程序载荷谱下的试验结果,并对它作了简单的分析。结果表明,即使气瓶具有“最大可能出现”的表面裂纹,它在公路运输及地面贮存保压过程中也是安全的。利用我们推导的表面裂纹半经验公式,参考NASA的K_(TH)/K_I实验数据,估计了在使用载荷作用下,气瓶在水介质中贮存保压较长时间裂纹不产生扩展的临界尺寸。     

声学试验三分之一倍频程控制技术研究

以往的声学试验中多采用倍频程控制方法,该方法控制精度比较低,已不能满足现在试验标准要求。文章详细介绍了声学试验控制系统的基本原理及组成,并对控制算法进行了探讨和研究,通过改进谱估计算法和均衡算法等提高系统的控制精度和稳定性,并采用VC 编程开发了1/3倍频程噪声试验控制系统。新控制系统与混响室进行了联合调试,调试结果表明新控制系统的控制精度满足相关标准的要求。     

火箭增压管路多点随机激励试验技术研究

文章介绍了一种改进的管路试验方法——多点随机激励试验技术。根据管路自身的特点,该方法可以更加真实地模拟管路的工作环境。通过试验获得了在不同相干和相位条件下管路动态响应的变化规律。结果表明:相位和相干都可以改变管路动态响应,这可为管路多点振动试验条件的设计或选取提供依据。     

月球探测器着陆冲击试验及关键技术研究

中国正在开展月球探测活动,下一步将发射月球着陆器并实现月面软着陆。为确保着陆器在月面着陆时的稳定性和可靠性,发射前需在地球表面进行着陆冲击试验。对会影响月球着陆器着陆性能的月貌和月壤进行了详细的叙述,以便在试验过程中进行相应环境特征的模拟。用图表详尽阐述了三种月球重力场模拟器的原理和装置,并对各自的优缺点进行了评述。根据试验模型的不同,将月球着陆器着陆冲击试验分为原尺寸试验（模拟的月球重力场下）和1/6模型试验（地球重力场下）两类,分别介绍了两类模型的结构以及试验模型与着陆器原型机之间缩放关系。分别给出了原尺寸试验和1/6模型试验的试验平台和试验步骤,以及初始试验参数的给定方法。根据试验研究的需要以及月球探测器在月球表面着陆时的真实情况,给出了在地球上进行着陆模式模拟的方法。研究表明两种试验结果之间有良好的一致性,但是这两种试验的花费很高,且对试验场地有较高的要求。再者,由于在试验中对月壤没有太好的模拟方法,试验数据与真实着陆时数据存在一定差异。     

试验数据管理平台设计研究

为了解决试验数据管理中面临的4方面问题,需建立基于关系数据库的试验数据管理平台.设计该平台需首先对试验数据管理平台设计需求进行全面分析梳理,基于软件4个方面的需求和软件设计思想,设计试验数据管理平台框架,平台框架的3个层面内容包括：数据访问层、业务逻辑层及界面展现层,搭建、配置及实现完成试验数据管理平台软件部分同时根据该平台软件性能需求配置与之匹配的硬件设备.针对试验数据管理平台开发设计中涉及的4项关键技术进行简要介绍,包括数据库架构设计、数据解析存储技术、数据查询、统计技术及数据协同类比分析技术.基于试验数据管理平台进行应用,实现海量试验数据存储,关键参数统计比对、包络线分析,数据分类解析导入与规范输出,试验资源管理.     

固体火箭发动机性能可靠性评估的Bayes方法

在研制阶段试验信息以及积累以往试验信息的基础上，运用Bayes方法，建立了固体火箭发动机性能可靠性仿真模型，给出了仿真模型可信性检验的最大熵谱方法；将仿真信息作为验前信息，结合现场试验信息确定了性能可靠性的近似分布，并给出了性能可靠性的点估计和置信下限估计。     

Fourier变换的基本格式与PSD非参数估计

以传统Fourier变换为基础的非参数估计方法是振动工程研究中PSD估计的重要方法。文章以周期图法为例,研究Fourier变换基本格式的不同对PSD非参数估计结果的影响。首先介绍了Fourier变换常见的几种基本格式及其对应的PSD非参数估计计算公式;然后基于PSD的物理内涵,分析、证明多种不同形式的PSD估计公式的同时存在是一种人为误解,只有惟一的一种PSD估计结果才是具有典型物理意义的;最后给出了Fourier变换的一种通用格式及其PSD估计计算公式。     

卫星虚拟振动试验系统研究

卫星虚拟振动试验可以预示试验结果,为试验设计提供参考。文章首先对振动试验系统进行分析,根据试验设备的不同和信号数据的传输规律,将系统分为5个分系统;研究各系统的特性,确定其在虚拟试验系统中的仿真方法;然后重点阐释台体系统和振动控制系统的计算机仿真方法;最后将虚拟振动试验结果与实际振动试验结果进行对比分析,结果显示两者基本一致。