仪器安装板振动环境虚拟试验和验证技术研究

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1、2014年第5期导弹与航天运载技术No.52014总第335期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.335文章编号：1004-7182(2014)05-0064-04DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20140516仪器安装板振动环境虚拟试验和验证技术研究王亮，商霖，王丽华，廖选平，金晶（中国运载火箭技术研究院，北京，100076）摘要：基于商用有限元软件MSC.Patran和Nastran，研究了导弹仪器安装板结构的振动环境预示技术。建立了仪器安装板的三维实体模型，单机仪器使用质点模拟，并通过MPC法与安装板连接；设置

2、了多种阻尼特性，通过模态叠加法预示了该仪器安装板在振动条件下的结构动力学环境，通过振动试验验证了预示结果。研究发现，使用大阻尼能较好地预示该仪器安装板结构的动力学环境。关键词：振动；环境预示；有限元；虚拟试验；阻尼中图分类号：V414.5文献标识码：AResearchonVibrationEnvironmentVirtualTestandValidationTechnologyofInstrumentInstallationBoardWangLiang,ShangLin,WangLi-hua,LiaoXuan-ping,JinJing(ChinaAcademyofL

3、aunchVehicleTechnology,Beijing,100076)Abstract:BasedontheFEMsoftwareMSC.PatranandNastran,thepredictiontechnologyofthevibrationenvironmentofmissileinstrumentinstallationboardisinvestigated.Firstly,the3Dmodeloftheinstrumentboardisestablished.Secondly,stand-aloneinstrumentissimulatedwithp

4、articleandconnectedwithinstallationboardinMPCmethod.Thestructuraldynamicsenvironmentofinstrumentinstallationboardundervibrationispredictedthroughmodesuperpositionmethodwithmultiformdamping.Atlast,thepredictionisvalidatedbythevibrationtest.Accordingtotheresult,itisfoundthatthedynamicsen

5、vironmentofinstrumentinstallationboardstructurewillbepredictedmoreaccuratelybyuseoflargedamping.KeyWords:Vibration;Environmentprediction;Finiteelementmethod;Virtualtest;Damping[1]0引言定的研究。房桂祥应用AutoSEA2软件对箱式热发射导弹研制过程中，通过振动环境试验能够尽可能时喷流噪声产生的振动进行计算分析，并与试验结果[2]真实地模拟产品经历的真实环境，使产品在实际使用比较，发现预示结

6、果与试验结果比较相符。杜骊刚中可能发生的失效模式充分暴露，以提高导弹在使用采用Nastran对某飞行器进行了自由状态下的模态分环境中的可靠性。对比各类试验：a）地面试验花费较析和气动噪声作用下的随机振动响应分析，并与模态大，而且试验周期较长；b）振动台上的结构振动的弹试验和噪声试验结果作了比较，验证了使用二维有限性边界条件无法完全摸拟飞行时结构的弹性边界条元模型进行振动环境预示方法的有效性。任淑杰、张[3]件；c）舱段级或者全弹级结构的振动试验因全结构的收运等采用雷诺平均N-S方程求解流场、非线性噪尺寸太大，在现有试验设备上无法进行。鉴于以上局声求解方程求解声场相结

7、合的技术途径，数值求解了限，虚拟试验技术逐渐兴起。跨声速阶段火箭表面锥柱肩部、船尾倒锥、裙柱部区虚拟试验技术不仅对人力物力的需求相对较少，典型位置处脉动压力，给出了火箭在不同马赫数条件而且不涉及真实产品结构，简便经济，尤其在型号研下的均方根脉动压力系数、声压级等。高星斗和毕世[4]制初期，可以为环境设计提供一定的参考。华等建立了某多联装车载导弹发射系统多体动力学学者们在导弹结构的虚拟试验技术方面做出了一模型，从理论、仿真计算、试验方面对发射系统的振收稿日期：2013-11-04；修回日期：2014-12-02作者简介：王亮（1985-），男，工程师，主要研究方向