基于弦网的隔振系统振动特性及隔振机理研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shixibaogao007
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研究高精度航天器的微振动隔离方法,降低星载设备振动对精密遥感仪器的干扰,是提高高精度航天器分辨率的主要手段。本文针对星载振源微振动隔离要求,提出了一种基于弦网的隔振器。相对于传统的隔振器,基于弦网的隔振器质量轻、体积小,特别适合对质量和空间有特殊要求的空天领域。弦网结构简单,对加工工艺要求低,影响振动特性和隔振性能的参数容易调节,使其振动特性容易控制。本论文的主要研究内容包括:  1)分别建立了含有集中质量、刚体质量的单弦在固定边界下的动力学模型,确定了激励力与弦上任意一点动态张力间的函数关系,揭示了质量对单弦振动特性影响的规律。规律表明,质量的存在,有阻断弦与弦之间振动传递的趋势,且质量越大,趋势越明显。实验测试了含有刚体质量弦的端点动态张力,验证了动力学建模的正确性。实验结果表明,弦端点动态张力理论值在低频段与实验符合较好,高频段误差较大。  2)建立了“2弦”、“4弦”和“8弦”网结构和网结构隔振系统的动力学模型,获得了隔振器网平面内任意一点动态张力与振源激励力之间的函数关系,揭示了网线初始预紧力对隔振器隔振性能的影响规律。利用Ansys对隔振器进行模态分析,总结模态的规律。规律表明对于“2弦”和“4弦”网结构隔振系统,质量的存在阻断了弦与弦之间的振动传递,规律与含有集中质量的弦类似;对于“8弦”网结构隔振系统,由于其在结构上与“2弦”、“4弦”网结构隔振系统有本质的区别,8弦中只有4弦被质量阻断,其余4弦未被阻断,因此模态比较复杂,集中质量弦的模态规律不再适用于“8弦”网结构隔振系统。实验测试了“2弦”、“4弦”和“8弦”网结构隔振系统的弦端点动态张力,验证动力学模型的正确性。实验测试了“8弦”网结构隔振器的加速度传递率,结果表明隔振器在关心频段隔振效果显著,但是由于网线阻尼小,系统共振峰较大。  3)研制一种波纹管式流体阻尼器,将流体阻尼器与网结构隔振器并联,测试了并联后隔振器的隔振效果。结果表明隔振器阻尼得到提高,系统共振峰得到控制,弥补了单独的网结构隔振器阻尼小的缺点。为减轻隔振器的重量和优化隔振器的结构,对并联流体阻尼器的网结构隔振器做了改进。基于改进后的并联流体阻尼器的网结构隔振器,搭建“4通道”隔振平台,测试隔振平台的隔振性能,隔振效果较好。
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