典型阻尼结构正弦振动响应模型修正方法

直接基于正弦响应数据的模型修正研究较少,发展基于正弦振动试验数据的模型修正方法对航天工程实际中有限元建模水平的提高具有重要意义。基于正弦振动响应数据的模型修正关键在于修正后曲线特征频率及其响应幅值的一致性。文章对基础激励下结构响应分析方法进行了推导,在此基础上用两步修正方法实现了分析模型与试验模型特征频率和响应峰值的匹配,最后采用国际通用算例GARTEUR桁架模型对两步修正方法进行了验证。结果表明,经两步修正后分析模型基频与试验模型一致,且前10阶频率误差低于0.15%,典型节点响应峰值误差低于1%。

多点正弦振动试验控制系统最优控制策略研究

针对传统多点正弦控制方法中,频响特性不更新和迭代步长不变导致控制系统潜在不稳定的缺点,提出采用最优控制策略进行系统控制。对多点正弦振动控制系统的稳定性进行研究,分析影响控制系统稳定性的因素,得出频响矩阵的估计误差是影响控制系统稳定性的根本原因。通过对建立的最优化模型进行理论分析,推导出系统解耦补偿矩阵实时更新迭代公式和控制系统迭代的最速收敛步长公式,归纳出多点正弦最优控制流程。仿真结果显示迭代步长选取是影响控制系统稳定性的重要因素,多点正弦最优控制策略收敛速度更快;试验结果表明采用最优控制策略的控制系统,其输出响应谱与参考谱的误差完全满足工程中常用的±3 dB控制要求,同时表现出良好的相位跟踪性能,具有实际工程应用价值。

SMA—滚珠隔震支座框架试验研究

为研究安装SMA-滚珠隔震装置的钢筋混凝土框架的动力特性及抗震性能,进行了自由振动和正弦稳态激振试验,并与滚珠隔震的框架及非隔震结构对比。模型采用足尺单层单榀钢筋混凝土框架结构,隔震支座采用滚珠隔震装置及SMA-滚珠隔震装置。结果表明,安装SMA-滚珠隔震装置的钢筋混凝土框架的基本周期延长,阻尼比大幅增加,隔震支座可以极大地减少地震加速度向上传递。增加SMA丝数量可以提高隔震支座的最大恢复力,从而提高隔震装置的耗能效果。SMA-滚珠隔震支座可以更好地应用于隔震工程中。

基于不完整正弦基础激励响应数据的模型修正方法

文章直接应用航天器正弦振动试验所获取的结构动力学特性响应数据,开展了模型修正方法的研究。在试验数据不完整时,需进行模型缩聚。首先对比分析了Guyan缩聚和IRS缩聚方法的优缺点和适用范围;然后以缩聚后模型为基础,推导了基于基础激励响应数据的模型修正方法;最后以GARTEUR桁架结构的不完整的基础激励试验数据为基础对归一化的结构参数进行修正。结果表明:IRS缩聚模型修正后对模态频率具有良好的复现能力和预示能力,对响应曲线的修正也得到了明显改善。

减振器性能试验台电伺服激振系统开发

提出一种基于LabVIEW与PLC联合控制并运用伺服电机驱动减振器试验台的、实现速度和周期可控的、高精度的减振器性能试验台电伺服正弦激振系统。根据《汽车筒式减振器台架试验方法》确定伺服电机驱动曲柄连杆机构的正弦激振方案,再根据激振要求进行了动力匹配计算和伺服电机、减速器传动比的选择,最后利用上位机LabVIEW和下位机PLC联合编程,采用速度标定和三周期单工况实验两种方法,实现并验证了正弦激振下速度和周期的精确控制。

基于正弦基础激励的航天器结构模型修正方法

正弦振动试验是航天器系统级和单机产品需要开展的常规试验,充分利用工程中积累的正弦试验数据进行结构模型修正具有重要的工程意义。文章首先介绍了基础激励下结构模型修正方法,通过矩阵分块、待修正参数归一化、参与修正的频率点选择等步骤,推导出基于基础激励的模型修正公式;然后对国际通用算例GARTEUR桁架结构的有限元模型进行修正,分析修正后模型在修正频段内和修正频段外计算所得模态频率,验证修正后模型对模态频率的复现和预示能力,通过对比试验模型、分析模型和修正后模型中4个典型节点的响应曲线,检验修正后模型精度。结果表明:修正后模型的模态频率和响应曲线均与试验模型趋于一致,证实了该修正方法对GARTEUR结构修正的有效性。

正弦扫频及随机激励颗粒阻尼器减振效果比较

用多组颗粒阻尼器对航天器上某工程结构进行减振实验研究,并用两种指标(共振峰处传递函数和测点与激振台加速度均方根之比)分别评价了正弦扫频和随机激励作用下颗粒阻尼器减振效果,发现采用正弦扫频、随机激励两种激励条件时,得出的减振效果有明显差异。为此,对差异机理进行了研究、分析。结果表明:颗粒阻尼器作为一种强非线性的被动阻尼器,其减振效果的评价不宜基于某种特定的激励条件和采用单一的评价指标,而应根据具体的使用环境选择合适的激励条件和评价指标。