火箭复合材料结构的噪声振动环境复现与特性研究

噪声环境是火箭飞行过程中的主要激励源之一,会引起结构的强烈振动,并对安装的仪器设备的正常工作带来影响。目前火箭结构大量采用复合材料,其厚度薄、重量轻,在噪声环境激励下,不同位置处的随机振动存在很大差别,这给环境条件制定和试验考核带来了困难。根据飞行实测的局部位置随机振动结果,通过调整噪声外激励,预示了在实际飞行过程中复合材料舱段的振动环境,同时对噪声环境激励下不同位置处的随机振动特性开展了研究,为进行力学环境的精细化设计和仪器考核试验的真实模拟提供了参考。     

姿控陀螺正弦——随机振动等效试验究研

前言通过遥测,我们知道弹上仪器、设备的振动环境是随机性的,但现行的振动试验条件几乎都是正弦的,最早是单频耐振,后来发展为正弦扫描。由于正弦扫描试验使试件在较宽的频域中经受了考验,所以比单频耐振有比较大的进步。然而用正弦振动模拟真实的随机振动环境要有一个前提,即对试件来说正弦和随机振动引起的效果在某一方面是相等的。关于正弦振动与随机振动之间存在不存在等效关系这一点,国外早在五十年代初就有人从事这方面研究,一度成为热门研究工作。人们希望找出正弦与随机之间的等效准则,     

适用于海洋平台结构的随机疲劳试验数控系统的设计

为了解决海洋平台结构的疲劳载荷模拟问题,根据平稳随机过程的功率谱密度同结构疲劳损伤间的关系,论证了用随机振动模拟疲劳载荷的可行性,设计了双机随机振动控制系统。该系统以IBM-PC为主机,以Z80CPU为从机。两机间用双向8位并行口通讯,采取松耦合方式共享存储器来交换数据。主机承担信号随机化、谱估计、谱修正等数据处理任务及通讯管理,从机负责输出激励信号和数据采集。在计算机和疲劳试验机之间还专门设计了I/O接口电路。该数控系统已用于疲劳试验,可进行200Hz以下的低频随机振动控制,也可推广应用于海洋平台以外的低频随机振动控制。     

高性能、低成本的伪随机数字噪声发生器

在噪声和随机振动试验中,以及试验室标定某些仪器(如滤波器、振荡器等)时,都需要噪声发生器。一般常见噪声源是以稳压二极管或低压工作的运算放大器构成的。可见这种型式的噪声源性能受到温度和外加电压变化的影响。用数字电路-位移寄存器来构成噪声源时,不但技术性能可以提高很多,而且其输出频谱也易于控制。目前这种型式的噪声发生器大致以两种方式组成。一是以伪随机二进制顺序脉冲发生器构成噪声源,这是我们下面所要叙述的一种;二是以压控振荡器输出之和来构成可控频谱噪声源。     

基于β分布随机数排序的非高斯振动模拟方法

研究了按自谱和峭度产生非高斯随机波形的窗函数调制方法。引进了表征非平稳非高斯随机振动的新参数——跌宕周期,提出了重构非高斯随机振动的新方法——β分布随机数重新排列技术。新的重构方法既可以生成平稳非高斯随机序列又能生成非平稳非高斯随机序列。分析典型结构在非高斯振动激励下的响应,研究跌宕周期对累积损伤的影响,数值计算结果与物理试验结果一致。     

再入飞行器复杂结构随机振动响应分析研究

本文用MSC／NASTRAN软件对再入飞行器复杂结构轴向随机振动试验和横向随机振动试验进行了响应分析，并与试验测量结果进行了比较，两者基本相符：加速度响应均方根值预示误差小于30％（轴向随机振动响应分析）和50％（横向随机振动响应分析）。本文采用的飞行器复杂结构随机振动响应分析方法和技术途径得到试验验证。     

空间管路结构单多轴随机振动下的动强度特性研究

从理论分析和仿真计算两个角度，研究对比了典型空间管路结构在单、多轴随机振动载荷下的动强度特性。确定了线性结构模态振型主振方向的评定方法，得到了管路结构模态振型主振方向与随机激振方式和方向、动应力响应之间的规律特性。不仅能够为管路结构随机振动响应试验系统设计提供指导，而且能够为其动强度考核提供保障。     

第一章

引言随机振动试验,对真实地模拟大多数试件的外场环境来说,是必不可少的。这一点在五十年代中期更加明确了,那时人们注意到:飞机、火箭发动机、气功紊流等产生的振动基本上是随机的而不是正弦的。这种振动,激振频域很宽并具有一个连续的能谱。虽然,过去几年随机振动试验增多了,但在许多应该使用     

空间管路结构单多轴随机振动环境下的疲劳损伤研究

从理论分析和仿真计算两个角度,研究对比了典型空间管路结构在单、多轴随机振动载荷下的动强度特性,得到了管路结构随机振动疲劳损伤与激振方式、方向和动应力响应之间的关系,提供了一种可定量预估管路结构在单、多轴激励随机振动试验中强度考核差别的方法,为管路结构动强度考核试验设计提供理论指导,并为其考核结果提供保障。     

用振动数据确定梁柱屈曲载荷

引言对某一特定结构,人们可以用简单的振动试验确定其固有频率。我们知道,在数学上固有频率是结构边界条件的函数;同样,临界屈曲载荷亦是结构支承边界条件的函数。有些结构需要现场制作或者在使用之前对它们的支承边界条件一无所知。这些情况常常希望用无损试验预示使用条件下的屈曲载荷。对于笨重的结构,作静力或屈曲破坏试验有困难,而作固     

非高斯多维随机振动分析

在文中介绍了用乘积模型表征非平稳非高斯随机振动的方法。在乘积公式中,载波控制自谱和互谱,调制波控制峭度和跌宕周期。一个计算模型用以模拟航天结构承受两点加速度激励的应力响应和累积损伤。计算结果表明两个模型适合用作非平稳非高斯多维随机振动的分析。     

边界条件对试件振动响应影响的仿真研究

以某导弹的模型仪器舱为研究对象,在相同的加速度控制条件、相同的控制方式下,对天上飞行状态、地面振动试验状态及基础激励状态时模型仪器舱的随机振动响应进行仿真分析。结果表明地面试验、基础激励这两种边界条件下模型仪器舱的响应与天上飞行状态的明显不同,尤其是共振峰的频率及大小均有较大差别。探讨了该现象出现的原因及对策,为实际工程工作提供参考。     

轨道随机不平顺对车辆／轨道系统横向振动的影响

基于车辆－轨道耦合动力学理论，建立了车辆－轨道垂横耦合模型，利用时域数值积分法在时域仿真得到耦合系统的横向随机振动响应，再用周期图法估计出车辆、轨道横向随机响应功率谱密度，利用谱分析详细研究了轨道高低、水平、方向和轨距不平顺对车辆、轨道横向随机振动的影响。结果表明，车辆及轮轨横向表现为低频振动，主要受轨道方向和水平不平顺影响；钢轨和轨枕的横向振动频率分布很广，其低频段主要受轨道方向和水平不平顺影响，而高频段的振动主要由轨面垂向短波不平顺激发。     

基于有限元法的响应谱计算

在工程各个领域中广泛地存在着随机振动现象.计算在随机激励作用下结构的响应谱是结构强度和环境分析的重要任务之一.本文基于微机通用有限元程序,采用频率响应法,建立了一个可用于计算多输入多输出响应谱的分析系统。算例表明,效果是很令人满意的.     

非高斯随机振动的分析基础

本文试图建立非高斯随机振动综合的分析基础。分析了基于运载火箭外场振动环境的形成机理,用乘积模型关联了非高斯随机波形的表征、分解与重构。典型的振动载荷包括火箭噪声、压力振荡和路面不平引起的随机振动。时间历程的功率谱、峭度和跌宕周期作为形成非高斯随机波形的控制参数。通过以累积损伤为判据的数字仿真,比较了不同重构信号的模拟程度。结果表明基于β分布随机数排序生成非高斯振动的模拟效果与原信号的最接近。     

一种自锁阀在振动与冲击环境下的特性研究

通过建立数学模型和数值仿真,研究了一种航天器用气体自锁阀在飞行过程中的振动和冲击力学环境下的工作特性,讨论了不同力学条件对自锁阀工作过程的影响,并进行了试验验证。研究表明:自锁阀受导阀控制气压力、随机振动量级和冲击方向的影响较大。采取增大导阀复位弹簧力、降低导阀排气通道流阻等措施有利于提高自锁阀在随机振动和冲击力学环境下的工作可靠性。试验结果证明了该研究方法的有效性。     

第五章 随机振动试验规范

与喷气发动机、火箭发动机,高速紊流等有关的外场振动环境基本上是随机的。因此随机振动试验能力和准确的输入值,对于真实环境试验来说是很重要的。试验规范是导致真实的、有效的和精确的随机试验的首要一步。这项任务要由下面一些人共同来完成:     

从随机振动信号中分离出周期分量的方法

本文主要针对液体火箭发动机的随机振动,提出在谱分析时用变带宽的方法取代时域上用自相关函数确定信号的周期与随机分量,以及周期与随机分量分离的方法。用此方法确定的液体火箭发动机的振动特性基本上和美国公布的液体发动机的振动特性一致。液体火箭发动机的不稳定燃烧和脉动推力引起机械的振动,发动机的强噪声引起的声     

正弦扫描试验原理及其在宇航器试验中的应用

本文介绍了用正弦扫描试验方法模拟平稳随机振动的原理及其在宇航器试验中的应用,分析了该法具有较强生命力的原因和不足之处,并指出了它同随机振动试验的关系。     

随机振动试验介绍

一、概述随机振动试验,对其实地模拟大多数试件的振动环境是必不可少的,这一点越来越为大家所接受。因为,飞机、火箭发动机,气动紊流等产生的扳动基本上是随机的而不是正弦的.这种振动,激振频域很宽并具有一个连续的能谱。虽然大家认识到了做随机振动试验的必要性,但由于设备的限制以及随机扳动试验技术和数据处理等远比正弦扳动试验复