力限技术在航天器振动试验中的应用

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1、第21卷第3期航天器工程Vo1．21No．32O12年6月SPACECRAFTENGINEERING1O1力限技术在航天器振动试验中的应用钱志英肖伟徐兰菊王剑(1北京空间飞行器总体设计部，北京100094)(2北京卫星环境工程研究所，北京100094)摘要为了在正弦振动试验中模拟真实的飞行环境，防止因“过试验”而导致航天器结构发生不必要的破坏，需要对试验条件进行下凹控制。在以往的加速度下凹控制方法的基础上，引入力限控制方法可以提高航天器主频处下凹控制的精度和有效性。文章分析了传统加速度下凹控制方法的局限性，并以某结构星力限

2、控制试验为基础，阐述了结构星力限试验条件的制定方法，介绍了力限双控试验平台设计，并分析了试验结果。经分析表明，力限控制具有较高的控制精度，在加速度控制的基础上引入力限控制的“双控”试验方法，能够有效解决航天器振动试验中的“过试验”和“欠试验”问题。关键词航天器；正弦振动试验；力限；结构星；响应控制中图分类号：V414文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2012．03．016ApplicationofForceLimitedMethodinVibrationTestofSpacecraft

3、QIANZhiyingXIAOWeiXULanjuWANGJian。(1BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)(2BeijingInstituteofSpacecraftEnvironmentEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Inordertosimulatetherealflightevrionmentandavoidunnecessarystructuredestruc—tion

4、byover-testing，thesinusoidalvibrationtestlevelneedstobenotcheddown．Theaccuracyandeffectivnessofnotch—downcontrolattheresonancefrequenciesofspacecraftcanbeimprovedbyintroducingforcelimitedmethodintotraditiona1accelerationnotch—downmethod．Inthispa—per，thelimitaionso

5、ftraditionalaccelerationnotch—downmethodaredisscussed；andthenforceIimitedcontroltestonasatellitestrucutalmodel，thetestcriteria，andthetestplatformforforcelimitedtestareintroduced．Theanalysisshowsthatforcelimitedtesthashighefficiencyandae—curacy，andtheover—testingor

6、insufficient～testingproblemsinspacecraftvibraitontestscanbesolvedbydualcontraltestmethodwithforcelimitation．Keywords：spacecraft；sinusoidalvibrationtest；forcelimited；satellitestructuralmodel；responsecontro1等动力载荷，为了保证航天器安全和可靠工作，在地1引言面需要进行充分的动力学环境试验验证。目前，在国内的航天器正弦振动环

7、境试验中，仍然采用加速航天器在发射过程中要经受振动、冲击和噪声度作为试验条件的控制指标。在这种传统的加速度收稿日期：2011-12—21；修回日期：2012—04—06基金项目：国家重大航天工程作者简介：钱志英(1982一)，女，高级工程师，从事航天器结构设计分析工作。Email：everestqq@yahoo．com．cn。1O2航天器工程21卷控制振动试验中，试验条件以星箭界面加速度响应限，一般下凹准则如下]：谱包络的形式给出，试验过程中以加速度预先下凹准则一，试验中主结构受力不大于静载条件下或加速度响应控制的方式，实

8、现对试验条件的下凹的主结构受力；控制，以避免由于试验条件过高而导致的“过试验”。准则二，振动量级不小于星／箭耦合分析结果的但由于试验夹具的机械阻抗与真实飞行条件下安装1．25倍。结构的机械阻抗之问存在很大差异，不能模拟真实传统的卫星振动试验仅以加速作为控制条件，环境下的“动力吸振”效应。若仅采用加速度作