整星隔振器动力学参数的原理性设计

为了研究整星隔振技术动力学参数的设计原理,通过整星隔振系统的动力学模型,讨论了整星隔振器的质量、刚度、阻尼对整星隔振系统隔振性能的影响,进而建立了卫星的整星隔振器原理性设计原则.并概念性设计了一种离散型整星隔振器,通过振动台对隔振器的隔振性能进行了试验研究,试验结果表明离散型整星隔振器具有理想的隔振性能,验证了原理性设计原则的正确性和有效性,该原则能够推广到其他实际的整星隔振器设计中.     

基于惯容器的动力反共振隔振器隔振特性分析

基于一种新型惯性元件——惯容器,设计一种新型动力反共振隔振器,研究该隔振器的低频线谱隔振性能,为舰船动力设备的低频线谱隔振研究提供新思路和理论借鉴。考虑隔振基础的非刚性,建立了此种隔振器的动力学模型,分析了系统的动力学特性和振动传递特性,讨论了相关元件参数(弹簧刚度,阻尼系数,惯容值等)对隔振器隔振性能的影响。分析表明并联惯容器后可使隔振器的固有频率降低,使得隔振器具有更低的隔振频段;同时可形成一个反共振频率,当激振频率在该反共振频率附近时具有优良的隔振性能,从而实现良好的低频线谱隔振。     

整星隔振器性能及阻尼可靠性实验分析

为保证卫星成功发射,应用整星隔振方法改善卫星在升空过程中其所处恶劣的动力学环境,降低卫星由于运载火箭激励而引起振动的幅值.通过隔振器传递率特性实验,可以证明添加隔振器后卫星顶端的响应幅值比未隔振前大幅降低.添加隔振器后的随机实验表明,在随机激励下,隔振器的隔振效果可以满足发射要求.此外,通过对隔振器阻尼可靠性问题的讨论,证明在隔振器少量阻尼元件失效条件下,隔振器性能变化不大,可以满足卫星发射对隔振器的冗余性能要求.     

磁悬浮浮筏隔振系统传递特性研究

设计了一种磁悬浮隔振器, 并与被动隔振器并联应用于浮筏系统, 建立了磁悬浮浮筏隔振系统的动力学模型.通过Adams软件仿真, 得到不同刚度下浮筏隔振系统传递率曲线.仿真结果表明:由于磁悬浮隔振器的刚度阻尼可主动控制, 磁悬浮浮筏隔振系统在脉冲激励信号作用下, 在宽频域内具有良好的隔振性能.     

多级隔振系统的优化设计

提出由双Ruzicka隔振器构成的两级隔振系统方案,分析讨论了系统参数对由双Ruzicka隔振器构成的两级隔振系统隔振性能的影响,通过对该隔振系统的优化设计问题进行分析,得到在给定条件下该隔振系统的最优阻尼比ξopt等.     

EPR1750核电站汽轮发电机基础抗震性能研究

以国内首个EPR1750核电站汽轮发电机弹簧隔振基础为例,对弹簧隔振基础的抗震设防水准进行了分析探讨,建议基于性能设计要求,弹簧基础按基本烈度进行弹性设计;对隔振器采用金属弹簧器的弹簧隔振基础的结构阻尼比进行理论推导,继而对隔振器采用金属弹簧器+粘滞阻尼器的弹簧隔振基础的结构阻尼比进行理论分析,得出这2种由组合材料组成的弹簧基础的结构等效阻尼比求解方法;弹簧基础第4阶振型为局部竖向振动,结构阻尼比主要来自隔振器的贡献,数值与其余各阶振型差别较大.     

变刚度双层隔振系统仿真分析

针对宽频扰动时双层隔振系统对低频扰动隔振效果差的问题,将具有可控刚度的磁悬浮隔振器与金属弹簧隔振器并联,实现双层隔振系统刚度的调节.主机从启动到运转至最低稳定转速以及在最低稳定转速处稳定运转时,通过改变磁悬浮隔振器通电电流大小,研究双层隔振系统在不同电流作用下对主机扰动的隔振效果.仿真结果表明,通过改变磁悬浮隔振器电流大小来调节双层隔振系统的刚度,能够改善双层隔振系统对主机低频扰动隔振效果差的问题.     

连续隔振机床系统功率流研究

针对采用连续隔振器的机床隔振系统,进一步引入有限性及非对称性,同时计及基础柔性,提出连续耦合条件下的有效导纳概念,采用功率流理论作为隔振效果评价手段,导出了通过连续隔振机床系统的功率流传递谱,在理论计算及分析的基础上揭示了系统主要结构参数对其隔振性能的影响．     

组合式液弹隔振器传递特性分析及试验研究

液弹隔振器作用在直升机主传递通道上,能大幅降低旋翼传递到机身的振动载荷,是一种直接有效的隔振方式,在国外已被广泛研究并实现工程应用。根据动力反共振原理建立了组合式液弹隔振器模型,并基于广义Lagrange方程推导了其动力学方程。研究了液弹隔振器传递特性随参数的变化规律,并据此针对某民用直升机振动特性完成液弹隔振器主要参数设计。制作隔振器原理样件并开展组合式液弹隔振器传递特性试验,采用扫频方式考察液弹隔振器在不同激励频率及激振位移幅值下的位移传递率。结果表明,理论分析与试验结果具有较好的一致性,在3种激振幅值下,所设计的隔振器在反共振点仅有30%的位移传递率,表明组合式液弹隔振器具有较好隔振效率。理论分析显示液弹隔振器隔振效果受到多种设计参数的综合影响,针对特定隔振频率,需统筹完成隔振器参数设计。     

超精密隔振系统的建模与参数辨识

根据超精密隔振器的内部结构和隔振系统的布置形式,建立了超精密隔振系统的动力学模型,并在此基础上推导出理论频响函数。提出了隔振系统的频响测试方法,根据测试数据的特征值,计算获得了隔振系统动力学参数的初始值。采用参数调整法,使理论频响曲线不断逼进实验频响曲线,从而辨识出隔振系统的动力学参数。实验和误差分析结果验证了动力学模型的有效性和辨识参数的可信性。     

Research on the Influence of Spring Stiffness on the Electrorheological Isolator

The problem of electrorheological(ER) technology’s application in the vibration isolation system is emphatically studied. Based on the particular characteristics of the electrorheological fluid (ERF) tunable damping, a metal-spring ER isolator is designe     

Lifetime of metal rubber isolator with different vibration amplitudes

The lifetime of metal rubber isolator and its characteristics during lifetime experiment were studied. The stepped-up test principle was adopted to study the lifetime of resonant frequency, the breakage form of metal rubber isolator was obtained, and the relation between the energy dissipation, resonant frequency and stiffness was obtained in available lifetime of the isolator. Furthermore, the reason for the changes of properties of metal rubber isolator was analyzed with contact model of metal rubber material. The results show that if the resonant amplitude is large, the stiffness of metal rubber isolator will be kept steadily for a long time, its resonant frequency will be stable and the effective working time in the protecting area will be long. The lifetime of metal rubber isolator is more than 1 376 h in the experiment. The main failure forms of metal rubber isolator are accumulative wear and breaking of metal wires and spirals. In protecting area the metal rubber isolator can work effectively for a long time, and the effective working time depends on the concrete working condition.     

Design and Testing of a Novel Passive Isolator for a Space Optical Payload

一种用于空间光学载荷隔振的被动式隔振器设计与测试

杨剑锋^1,2,3,黄创绵^1,2,4,王远航^1,3,4,李锴^1,2,4

（1.工业和信息化部电子第五研究所,广州 510610;

2. 广东省电子信息产品可靠性与环境工程技术中心,广州 510610;

3. 广东省电子信息产品可靠性技术重点实验室,广州510610;

4. 广州电子信息产品可靠性与环境工程重点实验室,广州510610）

创新点说明：

本文提出了一种构型新颖的用于空间光学载荷隔振的隔振器,该隔振器具有结构简单、环境适应性强、隔振效果好等优点。通过对其静态特性进行分析,推导得到隔振器的等效刚度模型,考虑到粘弹性阻尼材料其阻尼系数随激励频率和环境温度变化的特点,给出一种基于复刚度模型的分析方法。最后,设计、加工出了一套隔振系统的原理研究,并对其静态性能及隔振性能进行了测试试验。试验结果表明：本文提出的用于粘弹性阻尼材料动力学分析的分析方法有效,计算值与测试结果具有较好的一致性,设计的隔振器可以有效降低传递给光学载荷的振动。

研究目的：

设计一种适用于空间光学载荷在轨隔振的隔振器,并给出其隔振性能的分析方法。

研究方法：

复刚度理论、有限单元法;

试验仪器：HF-10型数显式拉亚测试机,气浮平台,力锤,频谱分析仪。

结果：

静刚度分析值与测试值的最误差大4.21%,最小误差为0.02%,模态分析计算值与测试结果几乎一致,隔振性能分析低频段分析值与测试结果吻合度较好,但高频段出现一定偏差。

结论：

本文设计的隔振器隔振性能较好,能适应不同空间光学载荷的隔振需求,文中提出的用于粘弹性阻尼材料动力学分析的分析方法准确、有效,适用于被动式粘弹性材料隔振器的隔振性能分析。

关键词：隔振器;粘弹性材料; 空间光学载荷

     

精密仪器运输车辆隔振器的减振性能分析

对精密仪器运输车辆隔振器的减振性能进行分析,提出一种改进的基于奇异值分解(SVD)的小波变换降噪方法,采用该方法对隔振装置测试数据进行降噪,得到了优于传统小波阈值降噪方法的隔振器幅频特性。通过幅频特性分析,表明钢丝绳隔振器对于20 Hz以下信号有着很好的减振能力,但对于高频信号,特别是运输车的发动机转速和给精密仪器供电的发电机信号引起的振动却有着较大的放大作用。本文的分析结果对隔振器减振性能的进一步分析与改进奠定了基础。     

斜置隔振系统随机振动分析

本文推导了斜置隔振系统在偏心白噪声激励下的运动微分方程,求出了描述系统动态特性的频率响应函数,计算并分析了系统的各种响应特性,如响应谱、均值等。这对随机激励下斜置隔振系统的振动分析有重要的指导作用。     

建筑结构地震反应的智能隔震控制

研究了ER／MR阻尼器和隔震垫组成的智能基础隔震地结构地震反应的半主动控制方法，智能基础隔震系统中ER/MR可调阻尼器能够有效地改善被动基础隔震系统的性能，保护基础隔震系统因过大的水平变开而产生失效破坏。根据智能基础隔震的特点，建立了基于瞬时最优控制的半主 动控制策略，仿真计算表明智能基础隔震系统不仅能够减小上部结构的地震反应，还能够有效地保护隔震系统的变形，是一种性能非常优异的智能控制系统。     

电流变液介电常数与电导率的测量

采用频率法测定了不同浓度的电流变液介电常数,用电导池常数的方法对不同浓度的电流变液在不同电场强度下的电导率进行了测量。结果表明：电流变液的介电常数基本上随浓度的增加而增大;同一浓度的电流变液的电导率随电场强度的增大而增大,不同浓度的电流变液电导率测量结果表明电导率先随浓度增加而增大,而后减小。分析认为有效离子浓度的变化是导致电流变液导电能力先增加后降低的重要原因。     

振冲隔离器油阻尼特性的试验建模研究

以非线性油阻尼振冲隔离器为研究对象,物理模型为单自由度、阻尼元件与线性刚度元件并联.运用现代计算分析方法,通过大量科学试验及合理的数据处理,根据处理所得数据及显示的图形结果进行油阻尼特性的非线性分析及建模,提出了在小型电子设备中适用的振冲隔离器的油阻尼特性模型,由于其体积小,在忽略位移影响的情况下,油阻尼特性模型是按频率分区、按速度分段的.文中给出具体实例进行了详细的说明,并初步进行了理论分析和探讨.     

多层框架隔震结构的平移-扭转耦联响应

建立了地震作用下多层框架隔震结构的平移－扭转耦联振动模型和相应的运动方程，分析了基础隔震下双轴偏心框架结构平移－扭转偶联地震响应，在隔震和非隔振情况下，计算了多层框架结构不同偏心的地震反应。结果表明，对易于扭转变形的结构，采用基础隔震技术可明显减少结构的扭转响应和层间变形。     

超燃冲压发动机隔离段流场抗反压能力数值模拟

隔离段是双模态超燃冲压发动机实现双模态和模态转换的一个重要部件,同时,它把进气道和燃烧室隔离开,以防止燃烧室高压干扰进气道,引起进气道不启动.为了更清楚地捕捉流道内复杂激波链,本文使用三阶精度迎风MUSCL格式,K-ω湍流模型,对隔离段进行了数值计算.考虑到燃烧室的不同结构,本文主要针对几种燃烧室结构模型中隔离段抗反压能力进行了计算比较分析,特别是台阶结构可以有效的缓解燃烧室压力对隔离段的影响.