月基望远镜转台随振动量级增大谐振频率漂移现象研究

摘要

介绍了月基望远镜转台力学试验过程中出现的固有频率漂移的现象,即随着振动量级的增加,结构的刚度下降、阻尼增加,非线性现象明显.为了掌握频漂规律,设计了专项试验,通过对试验数据的分析,给出了造成频率漂移的原因,包括轴承刚度的非线性变化和结构连接的非线性.基于Hertz理论,建立了配对预紧角接触球轴承轴向刚度与轴向力的数学模型,并进行了仿真计算,结果显示当振动载荷达到2.83倍预紧力时刚度降到最小值,振动载荷继续增大,轴承刚度又随之增大.对另外一个原因作了定性的解释,由于缺乏更全面的数据,无法对其模型参数进行辨识.建立了基于线性理论的单自由度模型并做了仿真计算.建立了基于Duffing假设的单自由度非线性模型,对非线性刚度、阻尼系数进行了识别,证明了实验现象与理论仿真的一致性.在对转台进行有限元的动力学分析计算时,不能仅根据手册给轴承设置一个固定的刚度参数,要根据施加的振动载荷大小动态调整轴承刚度,这样可保证计算精度.