卫星主动热控设备的振动特性测试与抑制技术研究

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1、硕士学位论文卫星主动热控设备的振动特性测试与抑制技术研究RESEARCHONVIBRATIONTESTINGANDSUPPRESSIONTECHNOLOGYOFSATELLITEACTIVETHERMAICONTROLEQUIPMENT李晗辉哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：O328学校代码：10213国际图书分类号：534密级：公开工学硕士学位论文卫星主动热控设备的振动特性测试与抑制技术研究硕士研究生：李晗辉导师：曲焱喆副教授申请学位：工学硕士学科：固体力学所在单位：航天学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Clas

2、sifiedIndex:O328U.D.C:534DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONVIBRATIONTESTINGANDSUPPRESSIONTECHNOLOGYOFSATELLITEACTIVETHERMALCONTRALEQUIPMENTCandidate：LiHanhuiSupervisor：Assoc.Prof.QuYanzheAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：SolidMechanicsA

3、ffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要卫星上以低温光学探测系统为代表的有效载荷，其正常工作状态下需要主动热控设备提供适当的低温环境以保证工作质量。但是，主动热控设备的使用将会给卫星引入了新的振动来源，这又与有效载荷正常工作对良好力学环境的要求相违背。针对这一问题，有必要全面了解主动热控设备的振动特性并进行该类设备振动抑制技术的研究。

4、本文以流体泵和斯特林制冷机这两类典型的卫星主动热控备为研究对象，通过前期研究和实验的方法对它们处于正常工作时在六个方向上扰振力/力矩输出进行了测试与分析。在研究时重点关注的是各主动热控设备扰振力/力矩输出的方向和频域特性，分析输出的主要方向和主要特征频率以及它们和设备自身设计之间的关系。在对主动热控设备振动输出特性研究工作的基础之上，针对流体泵建立了以三向刚度表征单个隔振器的空间六自由度隔振系统一般力学模型。采用势能的方法推导了隔振系统刚度矩阵各元素的解析式，进而求解出系统的六阶固有频率。根据流体泵自身结构的特点，采用隔振器汇聚式布置的隔振系统设

5、计，重点分析了隔振系统的隔振频率范围、绝对传递率、系统带宽以及耦合程度等特性，并以此为优化指标，为某一具体的流体泵设计加工了一套隔振系统样机，通过实验测试对其隔振性能进行了验证。对于斯特林制冷机，则通过实验测试考察了现有柔性支撑附加动力吸振器的振动抑制装置的性能。在此基础上，建立了现有振动抑制装置对应的力学模型，分析其设计中存在的问题，并提出了具体的优化方案。关键词：泵和制冷机、振动特性、隔振、设计与优化-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractOnthesatellite,thepayloadrepresentedbythecryog

6、enicopticaldetectionsystemrequirestheactivethermalcontrolequipmenttoprovideanappropriatelow-temperatureenvironmentundernormaloperatingconditionstoensurethequalityofwork.However,theuseofactivethermalcontrolequipmentwillintroducenewsourcesofvibrationtothesatellite,whichinturnis

7、inconsistentwiththerequirementforagoodmechanicalenvironmentfornormalpayloadoperation.Tosolvethisproblem,itisnecessarytofullyunderstandthevibrationcharacteristicsofactivethermalcontrolequipmentandconductresearchonvibrationsuppressiontechnologyofsuchequipment.Inthispaper,twotyp

8、icaltypesofsatelliteactivethermalcontrolequipment,thefluidpumpandthe