粘弹性约束阻尼在空间大口径反射镜上的应用研究

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1、航天返回与遥感第36卷第2期32SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2015年4月粘弹性约束阻尼在空间大口径反射镜上的应用研究邱军晖范斌连华东（北京空间机电研究所，北京100094）摘要针对空间三点两脚架（Bipod）支撑大口径反射镜组件在发射阶段振动响应过大，容易导致结构强度破坏的问题，文章研究了利用粘弹性约束阻尼技术对其进行减振设计的方法。约束阻尼技术能够在不改变原有结构构型的前提下，有效降低结构的共振响应。首先，建立了反射镜组件的有限元模型，分析了反射镜组件模态应变

2、能分布规律，确定了Bipod支撑结构的柔性环节为约束阻尼的铺敷位置。然后，通过有限元法分析比较了不同约束层材料以及约束层和阻尼层厚度对结构减振效果的影响，为粘弹性约束阻尼减振技术在大口径反射镜组件上的实际应用提供了参考。关键词粘弹性约束阻尼两脚架支撑大口径反射镜振动抑制空间遥感中图分类号:TH74文献标志码:A文章编号:1009-8518(2015)02-0032-07DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2015.02.005ResearchontheApplicationof

3、ViscoelasticConstrainedLayerDampinginSpaceLargeApertureMirrorQIUJunhuiFANBinLIANHuadong（BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractInordertosolvetheproblemoflargevibrationresponse,whichwouldleadtostructurefailure,ofspacela

4、rgeaperturemirrorassemblysupportedbythreebipodsduringlaunchingstage,avibrationmitigationmethodbytheuseofviscoelasticconstrainedlayerdampingisstudied.Thepeakresponseofastructurewithconstrainedlayerdamping(CLD)canbeeffectivelyreducedwithoutchangingitsori

5、ginalconfiguration.Firstly,thefiniteelementmodelofthemirrorassemblyisbuilt,andthemodalstrainenergydistributionoftheassemblyisanalyzed,whichindicatestheflexuresofthebipodsupportstructurearethebestplacetoaddtheCLD.Then,theuseofdifferentmaterialsofconstra

6、inedlayerandthevaryingthicknessoftheconstrainedanddampinglayerarecomparedtostudytheirinfluenceonthedampingeffectbythemethodoffiniteelementanalysis,andsomeconclusionsaremadeaccordingly,whichprovidesomereferenceforthepracticalapplicationofconstrainedlaye

7、rdampinginspacelargeaperturemirrorassembly.Keywordsviscoelasticconstrainedlayerdamping;Bipodsupport;largeaperturemirror;vibrationmitigation;spaceremotesensing0引言目前，空间光学遥感器正朝着高分辨率、宽覆盖的方向发展，为了满足不断提高的分辨率和覆盖范围的要求，遥感器的主反射镜呈现出大口径、高度轻量化的发展趋势，其支撑结构则朝着离散、柔性支收稿日

8、期：2014-12-24第2期邱军晖等:粘弹性约束阻尼在空间大口径反射镜上的应用研究33[1]撑的方向发展。随着反射镜口径不断增大、轻量化程度不断提高以及支撑结构的离散化，反射镜组件的刚度出现下降，结构抗振能力降低，如何保证反射镜在发射阶段的振动环境中不被破坏，已成为当今大口径反射镜支撑结构设计中亟需解决的问题。对于口径较小的反射镜，一般可以通过适当提高组件刚度，在不显著增加质量的情况下实现降低振动响应的目的。然而，对于口径较大的反射镜，由于要实现一定程度的轻量化，通