基于联合仿真技术的虚拟振动试验平台建设

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1、第43卷第4期火箭推进Vol.43,№.42017年8月JOURNALOFROCKETPROPULSIONAug.2017基于联合仿真技术的虚拟振动试验平台建设周建，王珺，马啸宇（西安航天动力研究所,陕西西安710100）摘要：对电动振动台机电耦合系统进行辨识，通过Amesim软件建立了电动振动台的机电耦合模型，在Virtual.lab软件中建立了振动台与试验件的刚柔耦合模型，借助Matlab/Simulink软件建立了振动台的控制系统，最终基于联合仿真技术建立起了闭环虚拟振动台的正弦扫描振动试验平台。通过算例研究，表明所建立的虚拟振动试验平台能够很好地实现对试验件的正弦扫描振动试验，

2、并能够实现仿真结果在Virtual.lab中的可视化。关键词：虚拟振动试验；正弦扫描；振动台；Virtual.lab中图分类号：V433.9-34文献标识码：A文章编号：1672-9374(2017)04-0046-05Constructionofvirtualvibrationtestingplatformbasedonco-simulationtechnologyZHOUJian,WANGJun,MAXiaoyu（Xi’anAerospacePropulsionInstitute,Xi’an710100,China）Inthispaper,theelectromechanicalc

3、ouplingsystemwasidentifiedandthenwasbuiltintheAmesimenvironment.Therigid-flexiblecoupledmodelofshakerandtestspecimenwasbuiltintheVirtual.labenvironment.ThecontrolsystemwasmodeledbymeansofMatlab/Simulink.Theclosedvirtualvibrationtestingplatformforsine-sweeptestwasconstructedbyusingco-simulationte

4、chnology.Theresultsobtainedbysimulationexampledemonstratethesine-sweeptestcanbesimulatedwellbyusingtheproposedvirtualvibrationtestingplatformandthetimedependentstresscontouroftestpartcanbedisplayedintheVirtual.lab.virtualvibrationtesting;sine-sweep;shaker;Virtual.lab成本高、过试验或欠试验等问题。随着仿真技术0引言的发展，近

5、些年来发展了虚拟振动环境试验技振动环境试验是很多产品研制过程中的重要术，从而弥补了真实振动试验的不足，降低试验环节，对于验证产品的可靠性有着至关重要的作风险，节省了试验成本。用。而基于振动台的振动环境试验存在周期长、在国外，虚拟振动试验技术已经应用到了实收稿日期：2016-03-09；修回日期：2016-09-18作者简介：周建（1987—），男，博士，研究领域为虚拟振动技术及气动弹性力学第43卷第4期周建，等：基于联合仿真技术的虚拟振动试验平台建设47[1-3]际工程中，国内的振动试验仿真技术研究首先采用集中参数的拉格朗日方程，将振动台结构的[4]由邱吉宝、胡绍全等人于2002年提出

6、。此后，自由度降到有限值，进行足够精度的近似分析。向树红等利用子结构建模方法建立了40吨振动动圈部分的一阶频率决定了振动台的工作频率上台的有限元模型，基于有限元方法进行了振动试限，可将动圈沿轴向方向简化为1个二自由度系[5-6]验的虚拟仿真；范宣华对电振动台的动圈、夹统，按其结构特点和功能分为等效台面部分和等具、试件进行有限元建模并进行了虚拟的随机振效线圈部分，它们之间通过弹簧和阻尼连接；将[7]动试验仿真；张逸波、齐晓军、张丽新等建立振动台台体看作刚体，与地面之间通过隔振气囊了200kN振动台的动圈有限元模型并进行了控连接，也可以简化为单自由度弹簧质量系统。这[8]制点控制效果的仿真

7、分析；以上的研究主要是样，振动台的机械部分便缩减为三自由度集中参将电动振动台的动圈建立了有限元模型，考虑到数模型。三自由度系统的三阶模态决定了振动台了动圈的结构动力学特性，但无法考虑整个振动系统的动态响应。一阶隔振模态是由隔振装置产系统的机电耦合效应的影响，且是开环虚拟振动生的，由于隔振气囊的刚度很小，一阶频率要小试验。2010年，谭永华、蔡国飙利用振动台的刚于振动台的工作频率下限，运动形式表现为振动体模型、夹具的柔性体模型，通过Virtual