阻尼柔性连接在卫星结构中的综合应用研究

卫星结构的热变形是影响卫星光学有效载荷指向精度的主要因素之一,在对国内某在研卫星的有效载荷安装平台热变形过大问题进行分析之后,综合考虑卫星在轨的抖振抑制和发射段减振问题,本文提出了采用高阻尼柔性连接的结构设计来综合解决这三方面的结构问题。阻尼柔性连接结构以金属橡胶制备,充分利用了其非线性刚度和高阻尼比等特性。对卫星设计阶段提出的三种结构方案进行了数值仿真计算,结果表明,金属橡胶阻尼柔性连接结构设计方案能有效的减小有效载荷安装平台的热变形,并抑制卫星在轨抖振和发射段振动,因而具有最佳的综合性能。
     

主泵调节器回油活门衬套橡胶密封圈损伤分析

主泵调节器回油活门衬套橡胶密封圈损伤失效直接影响计量活门前后油压的稳定,给飞行带来安全隐患。通过红外材质对比、形貌观察,结合橡胶密封圈的受力特性,分析了主泵调节器回油活门橡胶密封圈的破损失效性质和原因。结果表明,回油活门衬套第一道橡胶密封圈破损的原因是因采用专用拔具分解时在冲击力作用下产生的一定侧向力造成的橡胶密封圈局部撕裂。     

一种正负刚度并联低频隔振器的刚度和动力学特性分析

随着航空航天领域机械结构的大型化、柔性化发展,减振隔振愈发重要。设计了一种具有非线性刚度和非线性阻尼的正负刚度并联的低频隔振器,其负刚度特性和正刚度特性分别由两组倾斜弹簧和一根竖直弹簧实现;研究了隔振器的高静刚度低动刚度特性和阻尼特性,并对其隔振带宽进行分析,比较了分别由两组斜弹簧和一组斜弹簧实现负刚度的两种隔振器的刚度特性;利用谐波平衡法求解隔振器动力学响应,推导了隔振器振幅放大系数和振动传递率的表达式;通过数值仿真对比验证了谐波平衡法求解的系统响应的正确性,详细研究了所设计的正负刚度并联隔振器的刚度,阻尼及激励幅值等因素对振幅放大系数和振动传递率的影响     

光学遥感卫星微振动抑制方法及关键技术

针对光学遥感卫星面临的微振动对成像质量影响的问题,对微振动抑制设计方法和关键技术进行了论述。首先对动量轮、控制力矩陀螺、扫摆机构等主要扰动源的机理和特征进行分析,然后从传递路径设计、微振动源抑制、降低有效载荷敏感性三个方面介绍了微振动抑制方法,最后结合遥感卫星的研制过程给出了微振动抑制设计的实例。     

橡胶隔振器非线性动态特性计算方法研究

通过正弦扫频试验对橡胶隔振器轴向非线性动态特性进行研究,发现橡胶隔振系统响应具有明显的激振频率相关性。建立了基于FVMS高阶分数导数模型的修正本构模型,并给出隔振系统动刚度和阻尼系数的计算方法,基于非线性最小二乘法原理结合扫频试验结果,识别得到中低频段和共振频段的模型参数,与试验结果比较,所建立的模型能够精确地描述橡胶隔振系统中低频段和共振频段动态特性随激振频率及位移幅值的变化规律,并预测出隔振系统的加速度响应及共振频段的出现,且在其他工况下也具有较好的预测结果,说明建立的模型能够精确地描述橡胶隔振器的轴向动态特性并具有一定的适用性及推广性。     

U型材单轴柔性滚弯成形回弹有限元分析

单轴柔性滚弯是一种新型的型材滚弯技术。介绍了单轴柔性滚弯的工作原理,建立了U型材单轴柔性滚弯三维有限元模型,成功模拟了U型材成形与回弹过程,仿真结果与实验结果基本吻合,表明有限元仿真可以代替部分复杂实验;利用仿真结果详细分析了型材滚弯回弹半径的影响因素,给出了滚轮压入量、滚轮直径、橡胶硬度、型材尺寸和型材材料与回弹半径的关系,对实际滚弯工艺参数的选取具有指导意义。     

橡胶沥青紫外光老化性能试验研究

为了研究橡胶沥青紫外光老化后的性能变化,使用布氏粘度仪、动态剪切流变仪、弯曲流变仪测试紫外光老化后的橡胶沥青的软化点、粘度、疲劳因子、蠕变劲度和蠕变速率。试验结果表明:随着紫外光老化时间的延长,橡胶沥青高温稳定性有所提高,抗疲劳开裂能力和低温性能逐渐降低。紫外老化温度高于60°C时,橡胶沥青受紫外光老化和热氧老化共同作用,软化点和粘度增幅较大,抗疲劳开裂能力和低温性能也受到显著影响。通过灰关联分析可知,随着紫外光老化时间的延长和老化温度的上升,橡胶沥青老化后的抗疲劳开裂能力和低温性能受到显著影响。同时得出蠕变速率不适合作为评价沥青紫外光老化后性能变化的结论。     

含橡胶隔振器振动系统动态特性研究

以APU隔振器为研究对象,提出采用五参数分数导数建立橡胶隔振器本构模型。推导了含橡胶隔振器振动系统的非线性动力学有限元方程式。分析了隔振器结构参数变化对传递率特性的影响。研究结果表明:文中的数值计算方法能更好地预测含橡胶隔振器振动系统的动态特性。     

聚焦式液弹隔振系统的传递特性分析

为降低机身振动水平,提出了一种能够高效隔离旋翼振动载荷的聚焦式液弹隔振系统。通过对液弹隔振器和聚焦式隔振系统进行建模,分析了聚焦式液弹隔振系统的传递特性。通过建模计算,讨论了阻尼、安装角及惯性液体质量对隔振效率的影响。     

静载荷作用下金属橡胶失效判据及耐久性试验

金属橡胶(MR)材料由于其出色的阻尼性能广泛应用在各种减振、隔振、抗冲击结构系统中,掌握其失效判据和准确预测其耐久性是关系到整个系统能否安全可靠工作的重要问题。针对MR构件在静载荷持续作用下的失效判据和耐久性展开了试验研究。结果表明:从结构尺寸变化量和力学性能蜕变量2个方面定义MR的失效判定参数合理可行,通过确定阈值可判定MR是否失效并给定耐久寿命。随保载时间的增加,MR的失效评定参数(结构尺寸变化量和力学性能蜕变量)呈现明显的阶段性变化,能分别反映MR材料内部微观结构及受力状态随持续静载荷的变化。在本试验中,无论保载载荷大小,MR结构在总试验时间未表现出结构尺寸失效。而MR保载载荷的增大会显著削弱其力学性能耐久寿命,导致割线模量蜕变量过大,MR构件表现出力学性能的明显失效。