基于基础激励试验数据的卫星结构有限元模型修正

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1、第34卷第9期宇航学报Vol．34No．92013年9月JournalofAstronauticsSeptember2013基于基础激励试验数据的卫星结构有限元模型修正1，21刘荣贺，于开平(1．哈尔滨工业大学航天工程与力学系，哈尔滨150001;2．北京机械设备研究所，北京100854)摘要:结合航天工程中卫星结构普遍进行的振动台振动试验，提出了一种基于基础激励试验数据的设计参数型有限元模型修正方法，用数值差分代替灵敏度分析，提高了计算效率，整个修正步骤更加适合工程应用。然后利用该算法对某型号卫星整星结构进行了修

2、正，并提出了两步修正策略。修正后，有限元模型的加速度响应计算结果更加接近于试验测量值，均方根误差也比修正前有了不同程度的降低，证实了该算法对卫星结构的修正是行之有效的。关键词:有限元;模型修正;基础激励;响应数据;卫星结构+中图分类号:V214．33文献标识码:A文章编号:1000-1328(2013)08-1187-08DOI:10．3873/j．issn．1000-1328．2013．08．002ModelUpdatingforaSatelliteStructureBasedonBasicExcitationT

3、estDataLIURong-he，YUKai-ping(1．DepartmentofAstronauticalScienceandMechanics，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China;2．BeijingMechanicalEquipmentInstitute，Beijing100854，China)Abstract:Afiniteelementmodelupdatingmethodfordesignparametersbasedonthebasicexc

4、itationvibrationtestdataispresentedincombinedwiththebasicexcitationtestofsatellitestructuresgenerallycarriedoutinthepracticeofaerospaceengineering．Thedifferencemethodinsteadofsensitivityanalysisisusedtoimprovecomputationalefficiency，andwillbeconvenientforengin

5、eeringapplications．Andthen，theFEmodelforasatellitestructureisupdatedaccordingtothebasicexcitationresponsedata，andatwo-stepmodelupdatingstrategyisputforward．Afterthemodelisupdated，thecorrelationbetweentheanalyzedvibrationresponseandexperimentresultofthefiniteel

6、ementmodelisimprovedalot，whichconfirmedthatthemodelupdatingalgorithmiseffectiveforcomplexsatellitestructure．Keywords:Finiteelement;Modelupdating;Basicexcitation;Responseresult;Satellitestructure性受到很大的影响，卫星结构的设计必然过于保0引言［1］守。为解决这一问题，卫星结构的有限元模型修由于卫星结构极其复杂，各种构件和附属

7、结构正技术便应此而生，利用少量的地面振动试验数据，之间相互影响，各类复合材料的大量运用，同时，有对建立的有限元模型进行修正，然后利用修正后的限元建模本身存在着众多的理论假设，模型简化和模型进行全面的动响应分析，获取可靠的动响应预连接条件失真等一系列因素，使得建立准确合理的示结果，成为航天部门卫星设计的一个重要研究方［2－3］卫星结构有限元模型非常困难，有限元分析的可靠向。收稿日期:2012-09-11;修回日期:2012-11-09基金项目:国家自然科学基金(11172078);国防973子项(613133)118

8、8宇航学报第34卷目前，航天器结构的模型修正大多是基于模态的自由度与其他自由度进行分离，得到分块矩阵试验数据的，模型修正重点关注结构的整体特性，很MmmMmsKmmKmsM=[]，K=[](1)难确保一些关键局部的响应结果预示精度，而这也MMKKsmsssmss［4］恰恰正是工程实践中所关注的。而且，在我国的其中:M为质量矩阵，K为刚度矩阵，下标m为系统卫星