复杂结构动态分析/试验/设计与计算仿真技术的进展与应用

本文对复杂结构动态分析／试验／设计技术近三十年来的进展,包括有限元建模与组合结构分析、动态特性测试、计算模型修正和振动控制,以及新兴的计算机仿真和计算模型精确度认证等新思想、新技术的进展,进行了综合评述,同时还给出这些新技术在运载火箭和航天器方面的工程应用实例。     

系统级振动试验响应控制值的确定

运载火箭研制过程中,在进行系统级振动试验时,个别支架上少数仪器安装处的振动过大,通不过。对于这一问题,我们认为应从两个方面解决:一是从环境的角度,看一看有无潜力可挖;二是支架本身的结构考虑是否需要改进。这里仅就环境条件作一讨论。在进行振动试验时,按目前的正弦扫描试验方法,支架在共振点显然存在严重的过试验。现在的问题是:要在已有的振动试验条件和产品结构的基础上,来改善过试验,而不是全部推翻已有的振动条件和产品结构,重新开始。解决这一问题的思路是:从已有极少试验实测数据作统计分析(目前已具备这一条件),考虑可靠性因素和支架放大系数,对支架上仪器安装部位的共振点响应值进行控制,在目前可能的     

固体火箭发动机振动夹具设计及动态特性分析

振动试验是固体火箭发动机研制生产过程中不可或缺的环节,夹具设计在一定程度上决定了振动试验的精确度和可靠性。文中根据夹具设计规范,设计了某型号固体火箭发动机专用振动试验夹具,应用ANSYS WORKBENCH有限元软件对其进行了模态和随机振动仿真分析,并通过垂向振动加载试验完成了动态特性验证,结果表明:夹具的固有频率和振动放大因子均满足设计和使用要求;另外,基于动态特性的振动夹具设计方法可为今后类似结构设计和研究提供有效的参考。     

地空导弹结构动力学的研究与发展

本文以国内近年在结构动力学方面的研究工作及其在设计研制中的应用为主,兼顾国际上近期的发展动向,综述在地空导弹设计领域结构动力学问题的研究和发展概况,包括在设计研制过程中计算方法和试验技术的应用以及计算和试验相结合解决实际问题的途径。对今后的发展作了展望。     

逐步扩阶双递推时域法的结构模态试验

本文研究了如何利用自由响应的数据来识别振动系统的模态参数,对于用时域法来做实际结构模态试验所存在的几个技术问题作了探讨,并对两个实际结构——桨叶和汽车车架进行了识别,文中描述了识别过程,给出了识别结果。     

结构振动主动控制技术的现状与发展趋向

本文对结构振动主动控制技术的现状进行了评述,介绍了受控结构的模型降阶、溢出的产生和抑制方法,阐述了目前所采用的各种控制器的设计方法及在设计过程中应考虑的几个问题(例如:模型误差及溢出、传感器与作动器的类型和位置的优化选择、参数不确定性、时滞等)以及振动主动控制系统实现时所采用的各类作动机构,指出了振动主动控制技术的发展方向。     

关于仪器、设备、零构件振动技术条件制订工作中的一些问题

一、引言振动技术条件的制订问题,关系到产品的可靠性和研制周期费用。为了解决这个问题我们几个同志制订了产品Ⅰ振动技术条件的方案。本文是对这项工作的小结,并提出一些问题供大家讨论。二、振动环境的预示及获得(一)振动环境的分析1.振源及其特点制订一个好的振动技术条件,首先要弄清振动环境,为此,必须对振源作一分析。     

数字式振动控制技术

引言振动试验技术的广泛应用是在第二次世界大战期间和战后才发展起来的。这时,不仅是振动引起的机械结构疲劳问题,而且复杂的电子装置和机电设备的使用,使得控制系统和通讯仪器对运行期间遇到的振动也是敏感的。此外,现代宇航飞行器的速度和操作装置严重地扩大了整个环境所产生的振动,从而使振动响应的理论预测和估计更加复杂。虽然振动试验技术的发展很自然地与飞机、舰船和宇宙飞行器领域密切联系在一起,     

直升机传动系统扭转振动特性分析

传动系统扭转振动是直升机研制过程中必须考虑的一个动力学问题。本文通过分析计算，回答在改型设计中“增装的液压泵与交流发电机对原型直升机传动链的扭转振动特性是否会带来不利影响”的问题。采用阻抗匹配法进行分析，导出各子系统的动刚度表达式，对Ｘ型直升机传动系统扭转振动特性进行分析计算，并与原型机进行比较。     

卫星振动试验分析

前言卫星振动试验是卫星研制过程中所进行的环境试验的内容之一。它的主要目的是检查卫星在未来的振动环境中能否正常可靠地工作,通过试验发现卫星在设计、加工制造过程中的隐患,并予以排除,以提高飞行试验的可靠性,此外,通过试验将积累振动环境的资料,进一步了解和掌握卫星承受振动环境的能力,为今后的工作提供参考。为此,在试验中对卫星的主耍部位进行振动参数的测量。本文从研制的角度出发,讨论卫星振动试验的特点,     

未来的冲击和振动技术

第50届冲击、振动技术讨论会即将召开。此时,大家回顾过去2(?)年冲击、振动技术的进展,无不为之惊叹。人们会在这个重大盛会之际提出两个问题:促迸冲击、振动技术进展的基本要素是什么?影响未来发展的因素是哪些?回答这两个问题很简单一电子学。实验工作者之所以能分析复杂的振动讯号以及诊断机器与结构的故障,就是由于人们发展了一些实用的电测仪器。要是没有波形分析器和实时分析仪,要作振动记录信号的分析     

《强度与环境》1977年总目录

第一期:第二期:第三期:第四期:飞行器的振动环境与测试改善小型混响室低频性能的技术振动分析与数据处理现状一个高声强试验用的混响室的设计和建造安置在美国国家标准局的一千二了f万磅万能试验挑人马座液氢贮箱相似模型的低重力重定位标准豁应变发生器的交流性能试验标准静应变发生器标准静应变发生器说明动态分析—评述压阻试脉冲压力传成器及共测试系统随机振动试验介绍用磁带机进行随机振动均衡的技术结构和控制之间的相互作用机械阻抗专集机械阻抗数据的测量与应用《强度与环境》1977年总目录~~     

面外弯曲振动薄板上的除冰剪切应力分布特征研究（英文）

基于压电驱动器激励振动的机械力学式除冰技术是一种重量小和能耗低的新型除冰技术，用于应对航空结冰威胁问题。其中机械振动引起的界面剪切应力和相应结构振动模态是该除冰技术研究中的两个重要方面。寻找合适的振动模态来产生足够的界面剪切应力以提高除冰效率是研究中的重要内容。薄板的振动模态通常用横向轴线和纵向轴线上的反节点数m和n来描述。本文目的是研究不同结构弯曲振动模态下除冰剪切应力的分布特征，从而为基于机械振动的结冰防护系统（Ice protection system, IPS）的详细设计建立目标振动模态的选择依据。通过理论分析和仿真计算，建立了界面剪切应力与结构振动模态参数之间的关系。采用“冰层-平板-压电陶瓷”的有限元分析模型（Finite element model, FEM），仿真计算了不同振动模态下的应力应变水平，并根据仿真和实验结果分析了除冰剪切力的分布特征。最终给出了基于弯曲振动模态参数m和n的特征来确定除冰模态的选择标准。     

2米旋翼模型试验系统研制

旋翼模型试验系统是开展直升机理论与技术研究、新机研制的最基本和最重要的试验设备。本文简介由南京航空学院研制的2米旋翼模型试验系统、它的设计思想和主要特点等。该系统主要用于开展直升机空气动力学、动力学和飞行力学等方面的试验研究,也可直接为直升机型号研制服务。其主要设计原则是满足试验要求、与现已有的风洞相匹配和满足可行性与灵活性要求等。 本文对旋翼模型、操纵与激振系统,动力、传动系统,测量系统,数据采集与处理系统,安全监控与报警系统,以及中央控制台与显示系统等的主要特点均作了简略叙述;还简要介绍了系统调试中的几个问题:温升、振动、天平标定及变距标定等。 系统调试完成之后,已成功地进行了几个典型的空气动力学与动力学试验。试验结果达到预定要求,表明该试验系统的研制是成功的。     

海防导弹的振动模态试验

多年来,海防导弹的振功模态试验不仅广泛地应用正弦激振方法,同时还成功地把多点脉冲激振方法运用于大型复杂的导弹结构,这在国内尚属首次,突破了目前国内仅能把脉冲激振用于中小型结构状态。本文从理论到试验、定性定量地分析了我们的试验中所出现的各种现象,将其归纳分类,并给出了分析问题的方法,进而使我们找到海防导弹结构形式、导弹内部成件和外部部件等与振动形态之间的关系,由此我们可概括出海防导弹可能产生的几种振动形式,从而可使我们在结构设计之初和模态试验之前就可预示该结构的振动形态;文中阐述了结构质量和刚度对固有振动特性的影响紧紧依赖于结构振动形态这一重要关系,为此可利用这一特点来达到各种技术要求;我们也可从振动形态的分析中来检验结构设计的合理性。所以本文可指导结构设计人员如何根据振动要求和结构振动特性进行结构设计、再设计和结构优化。     

复杂非线性结构随机振动环境试验的数值模拟——虚拟振动环境试验系统

介绍了复杂非线性结构振动环境试验计算机模拟过程,为建立虚拟振动环境试验系统奠定基础。振动环境试验的数值模拟包括建模和控制器设计两个核心问题。对复杂非线性结构的计算机模拟具体过程是:首先对被试非线性结构建立非线性有限元模型,并简化成一个低自由度模型;利用低自由度系统和两个反馈测点的加速度设计反馈控制器,使其被控制点响应加速度的功率谱密度达到规范谱型,控制器的反馈即为非线性结构的激励;将激励作用到有限元模型,并做响应计算,验证其响应加速度功率谱密度是否达到预定的规范谱,如果不满足,可重新减缩非线性有限元模型,或另选控制律,重新设计控制器;分析非线性有限元模型的响应,并进行可靠性分析。由振动环境试验的数值模拟过程可发展而成虚拟振动环境试验系统。     

基于几何设计法的航空发动机内外机匣减振控制新方法

航空发动机在运行过程中，由于其结构的复杂性和外部气流的不稳定性，不可避免地会产生大量的振动问题。针对航空发动机整机振动问题，首先根据航空发动机的实际结构并结合经验总结，建立了一种通用的转子-支承-机匣振动传递动力学模型，并从航空发动机内外机匣减振控制问题出发，利用一种新型的控制算法（几何设计法），在有限频域内来设计减振控制器，在传感器和执行机构受限的情况下，尝试对多个输出量（即航空发动机的内机匣和外机匣）进行减振控制，并与经典控制理论法比例、微分、积分（Proportional integral derivative,PID）设计的减振控制器进行减振效果对比，最后通过Matlab/Simulink搭建仿真模型并进行仿真验证。结果表明，几何设计法在有限频域内可以直观地获得最优控制器的存在性、唯一性、最优性，对于主控对象的减振控制最优可高达25 dB，相较于传统控制方法形成明显优势。     

主、被动振动控制一体化理论及技术(Ⅰ)--导论

本文是系列讲座的第一篇。针对工程中复杂结构的振动控制问题，本文以一个典型的航天结构为例，对振动控制一体化理论和技术的基本概念进行了介绍，以解决振动控制技术在复杂结构中实现的问题。对各种振动控制策略、控制材料和器件进行了讨论和比较，并对振动控制一体化策略实现中遇到的问题进行了分析，包括控制律中的鲁棒控制，作动器和传感器的优化配置问题，智能材料在振动控制中的应用，特别强调了杂交阻尼在结构减振中的重要作用。探讨了控制机理、优化设计以及智能结构的发展和研究目标，指出振动控制的研究必须与具体工程问题结合，强调试验的重要性，建议建立合作研究的标准化验证模型，促进振动控制一体化理论和技术的发展。     

飞机附件的振动问题

本文系就生产试验中所提出的有关飞机附件的振动问题,根据振动的基本理论、结合飞机附件的特点,进行初步分析与计算。 文中探讨了以下四个方面的问题:(一)振动对飞机附件的影响;(二)飞机附件在振动过程中所受的惯性力,(三)振动试验起动或停止时的冲击问题;(四)对焊接而要求密封的附件结构的试验问题。 在第一个问题中,简单地述述了飞机附件产生振动的原因,和附件的形状与各个另件的刚度对振动效果的影响。第二个问题中介招了附件在振动中受力的计算方法和基本公式。第三个问题中引用冲击理论对振动试验起动时的冲量进行了分析和计算。并对附件在振动过程中的冲击提出一个粗略的计算方法、以供进一步探讨。在第四个问题中、对于焊接而要求密封的附件需要试验的内客和要求,提出了几点意见作为生产单位设计部门制订产品试验规范时的参考。     

《强度与环境》征稿简则

一、《强度与环境》季刊是“强度与环境专业技术情报交流网”网刊,是关于导弹、宇航器及其运载工具结构强度与环境工程方面的专业技术刊物。创刊于1973年。二、《强度与环境》报道内容侧重振动、冲击、噪声、失重、碰撞等环境条件和结构静、动、热强度、稳定性及结构可靠性方面的理论和试验报告,试验技术报告;有关传感器、仪器、设备研制和应用方面的技术报告;及以上述专业国内外发展情况与动向的述评。也适当刊登上述专业的专题讲座和科学管理方面的文章。三、《强度与环境》读者对象为从事导弹、宇航器及其运载工具结构强度与环境工程研究、试验和设计方面工作的工程技术人员以及高等学校有关专业的师生。对从事一般结构强度与环境工程方面研究、试验、设计和计划管理工作的技术人员,也有一定参考价值。