● 摘要
经过几十年来的发展,北京工程控制研究所航天星载电子产品已相对成熟。但近年来航天星载电子产品小型化、轻型化的发展趋势,对产品设计也提出了越来越高的要求,一方面它们要求产品结构减重,另一方面又对产品结构的力学性能提出了更为严格的要求。
本文针对当前北京工程控制研究所航天星载电子产品力学分析工作中存在的不足,在力学分析中引入试验模态方法,并将理论模态分析和试验模态分析两者有机结合,以提高力学分析精度,并加强力学分析在航天星载电子产品设计中的指导作用,及早发现结构设计中的不足,促进结构的优化改进并提高航天星载电子产品的可靠性。
主要进行了以下三方面的工作:
1) 航天星载电子产品整理选型与力学仿真分析的研究。对目前广泛使用的各类型航天星载电子产品进行了总结归纳,并选取了极具代表性的两种产品作为研究对象;同时,针对两款典型结构进行理论模态分析研究,使用ANSYS软件进行动力学仿真分析,并得到初步结果。
2) 试验模态分析系统的搭建以及通过试验模态分析提取结构的模态参数。针对典型航天星载电子产品进行试验模态分析,针对两种典型结构的特点,从产品固有频率、模态阻尼等方面进行研究。
3) 理论模态分析与试验模态分析相结合提高力学分析精度的方法研究。通过理论仿真得到的数据,并结合试验模态分析所得到的动态特性参数,特别是可以识别系统的阻尼比,开展产品力学分析,并且通过真实力学环境试验数据比对,验证其方法正确有效性。
理论模态分析与试验模态分析相结合的方法提高航天星载电子产品力学分析精度,对于找出结构的薄弱环节具有重要的指导作用。同时为结构优化提供了新的手段,该方法可逐渐推广应用到大部分的结构产品中,有利于提升结构设计水平,从而提高结构设计产品的质量和可靠性。