隔振是一種航天器振動控制的重要方法,隔振器動力學(xué)特性的理論研究是隔振設(shè)計的重要基礎(chǔ)。針對一種航天新型黏性流體微振動隔振器,基于非牛頓流體物理屬性、隔振器宏觀傳熱特性、運(yùn)載火箭-衛(wèi)星軸向振動特性,提出了發(fā)射段的隔振器及運(yùn)載火箭-衛(wèi)星-隔振器系統(tǒng)的非線性熱-振耦合模型;通過自行設(shè)計基礎(chǔ)激勵試驗測試平臺,對不同環(huán)境溫度下的流體阻尼系數(shù)和體積剛度系數(shù)進(jìn)行測試,并將試驗得到的阻尼、剛度數(shù)據(jù)輸入隔振模型中進(jìn)行仿真分析。研究結(jié)果表明,隔振系統(tǒng)具有時變性和非線性,流體黏性熱導(dǎo)致共振頻率漂移、共振幅值變化,隔振器性能與激勵幅值、激勵頻率相關(guān),需要采用新的"共振帶"和"隔振帶"的概念進(jìn)行設(shè)計;理論模型和研究方法可為隔振器熱振耦合特性評估、優(yōu)化設(shè)計及工程應(yīng)用提供理論依據(jù)和參考。

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【部分圖文】：

微振動流體隔振器的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖1所示。主要包括外筒、內(nèi)筒、阻尼部件和柔性彈簧,其中儲存流體的阻尼部件由阻尼腔、阻尼孔和波紋管構(gòu)成。內(nèi)筒與阻尼部件剛性連接形成內(nèi)部傳力路徑,外筒單獨(dú)形成另一傳力路徑以保證發(fā)射階段被隔振對象的安全性。阻尼腔與波紋管通過阻尼孔相連接,當(dāng)外力作用于隔振....

微振動流體隔振器的非線性五參數(shù)模型,如圖2所示。主要包括剛度系數(shù)k1、k2、k3、k4和阻尼系數(shù)c,其中流體體積剛度系數(shù)k4與阻尼系數(shù)c串聯(lián),然后二者與剛度系數(shù)k3并聯(lián),組成一個三參數(shù)模型塊,代表隔振器的阻尼部件。三參數(shù)模型塊進(jìn)一步與剛度系數(shù)k2串聯(lián),然后二者整體與剛度系數(shù)k1并....

(5)作用于運(yùn)載火箭-衛(wèi)星-隔振器系統(tǒng)的環(huán)境載荷主要包括發(fā)動機(jī)噪聲NM和氣動噪聲NA,其作用方向均與運(yùn)載火箭-衛(wèi)星-隔振器系統(tǒng)的縱向?qū)ΨQ軸共線,系統(tǒng)的振動就來源于這兩種環(huán)境載荷和發(fā)動機(jī)燃燒共振。根據(jù)以上假設(shè)條件可得整個運(yùn)載火箭-衛(wèi)星-隔振器系統(tǒng)的熱振耦合方程為

非線性模型中的阻尼系數(shù)c和體積剛度系數(shù)k4均為流體溫度Tf的函數(shù),為了利用試驗數(shù)據(jù)辨識得到上述函數(shù),采用基礎(chǔ)激勵試驗裝置測試阻尼部件在不同環(huán)境溫度下的加速度傳遞率,如圖4所示。測試系統(tǒng)主要包括振動臺及相應(yīng)的控制器、大質(zhì)量塊、控溫箱及高低溫控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)、加速度傳感器....

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