神舟飞船移动发射平台模态试验
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摘要:用高弹性聚能力锤和变时基传函方法以及传感器逐点移步法做神舟号宇宙飞船发射平台模态分析是一种效率高而且成本低的好方法,用这种方法做出的各阶模态都比较协调,值得推广。
关键词:宇宙飞船发射平台,模态分析,高弹性力锤,变时基方法
概述
作为国家重大工程的重要设备,宇宙飞船移动发射平台,制造完成后,需要检验计算模态的参数选择的合理性,并以实测模态加以验证。应航天部某研究所的邀请,北京东方振动和噪声技术研究所在某基地对自重近千吨刚生产出来的宇宙飞船发射平台进行模态试验,并取得了圆满成功。火箭和飞船安装在移动发射平台上,图中是它们正在移动的情形。
测试仪器设备
本次试验的仪器设备有:
① INV-306DF型智能信号采集处理分析系统一套。
② DLF-6型六通道电荷电压放大抗混滤波带积分功能四合一放大器一台。
③ DFC-1型高弹性聚能力锤一把,12.5T力传感器一个,力锤用5公斤配重两个。
④ 891-Ⅱ型速度传感器一些。
试验方法及过程
本次试验主要用单点激励多点响应的测试方法,激励用DFC-1型高弹性聚能力锤并配带橡胶头,响应用891-Ⅱ型速度传感器,用橡皮泥粘接。用变时基方法进行采样。
为了能将锤击能量集中在低频段,在被锤击点加了一块厚1.2厘米,长35厘米,宽20厘米的橡胶垫,用胶布贴在上面,每个测点敲三下,逐点移动传感器,68个测点上用同一个传感器测量同一方向的振动,这样每个测点的传感器灵敏度都一样。避免因传感器多,灵敏度误差大造成的模态动画不协调。
分析结果
本次试验共得到8阶模态。
结论
1.用高弹性力锤加变时基分析方法做大型结构的低频模态是一种很好的方法。力信号采样频率高,点多,幅值分辨率提高。响应采样频率低,使频率分辨率提高。
2.单一传感器逐点移动,作为响应信号,不但可以节省传感器的个数和放大器通道,而因传感器灵敏度一致,做出模态的效果很好。用逐点移步法成本低,操作方便是值得推广的方法。
3.本次宇宙飞船发射平台的模态分析,得到了前八阶模态的频率、阻尼比、留数、振型等全部模态参数。其中一阶模态为刚体平动,二阶为一扭,三阶为二扭,四阶为三扭,五阶为一弯,六阶为一鼓,七阶为二鼓,八阶为二弯带三鼓。对今后改进结构设计有较好的参考价值。