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本文针对风云二号卫星部分单机安装位置振动响应过大问题,从有限元与试验两个方面出发对该问题进行分析与研究,确定次级结构响应放大是造成单机安装位置响应过大的直接原因,并利用现有理论,找到改善卫星次级结构动态特性的方法,并最终降低单机安装位置加速度响应。
卫星结构动力学建模与分析对解决工程实际问题具有指导意义,本文运用有限元理论,建立卫星的有限元模型,建模中着重注意模型的简化,并对有限元进行模态分析与频响分析,给出部分单机安装位置加速度频响值。通过对振动试验数据进行分析,确定次级结构响应放大是造成卫星单机安装位置振动响应过大的直接原因。通过对具体次级结构的力学分析,得出次级结构本身刚度不足、连接基础刚度不足以及总体布局的不完善是造成次级结构响应放大的直接原因。
基于频率、基于阻尼和基于附加约束是降响应设计中常用的三种方法,本文以轴向发动机支架为例,对降低轴向发动机支架加速度响应的工程方法进行研究。通过基于频率的降响应设计,轴向发动机支架固有频率提高至88.95 ,加速度响应由原来的20.49 降到18.79 。基于阻尼的降响应效果与阻尼层的形式有关,轴向发动机支架通过约束阻尼层处理,加速度响应降到13.36 。基于附加约束的降响应设计关键是找到有效且可行约束固定点,文章指出开口圆柱筒结构是轴向发动机支架附加约束的有效选择点,但不是工程可行点,同时,指出基于阻尼、基于附加约束降响应设计方法分别在降低全向天线顶部及起旋肼瓶端部加速度响应具有一定效果。