螺钉连接结构的微振动传递特性研究

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航天器微振动是指航天器在轨正常运行期间,由于动作机构等因素导致的航天器结构上幅值低于0.1g的微小振动。航天器正常运动期间,微振动会严重影响航天器的指向精度和姿态稳定度从而影响某些高精度设备的正常工作性能。螺钉连接结构作为航天器中一种重要的连接方式,对航天器的微振动传递有重要影响。因此,本文对螺钉连接结构的微振动传递特性进行了研究。首先,本文总结了与螺钉连接结构有关的接触理论模型,包括GreenwoodWilliamson模型、Chang-Etsion-Bogy模型和Krolikowski-Szczepek模型。其次,本文介绍了螺钉连接结构试件的微振动试验,利用正弦扫频或FRF测试的方法测得试件的固有频率和阻尼比。试件分为对照组和实验组,通过对比,可以得到一些重要的螺钉连接结构的微振动传递规律。再次,根据螺钉连接结构试件的接触面的形貌参数,以及已有的接触理论模型,得到螺钉连接结构处接触刚度。最后,利用ABAQUS对螺钉连接结构试件进行实体建模。为了充分体现出螺钉连接结构对整体结构的影响,在模型的两个接触面之间添加一层薄层单元。根据得到的螺钉连接结构处接触刚度,设置薄层单元的材料参数,仿真得到实体模型的固有频率。之后,将仿真得到的固有频率与实验测得的固有频率作对比,来验证理论模型的适用性。将仿真结果与实验的结果对比发现,仿真与实验结果差距在10%以上,这表明GW模型理论和CEB模型理论并不能很好的描述实验用的螺钉连接结构试件的传递特性。
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