小卫星隔振减振系统的动力学设计

摘要

卫星在发射过程中的振动环境比其在轨运行时更为恶劣，整星隔振和卫星局部减振可以使卫星的动力学环境得到改善。整星隔振技术能够隔离传递到卫星上的振动载荷,卫星的局部减振可以满足对于卫星上敏感部件的局部减振要求。本文研究了小卫星隔振减振系统的动力学设计问题。
　　本文首先讨论了卫星隔振减振的基本理论，对典型小卫星进行了整星隔振技术的理论研究，进行了隔振系统固有频率和模态阻尼比的影响因素分析，计算了整星隔振系统的振动传递率，完成了隔振系统的动力学设计和结构设计。
　　然后对隔振器进行了实模态分析和复模态分析，得出了隔振器的各个动力学参数的变化规律，进而设计出适用于小卫星的整星隔振器。通过进行整星隔振系统的动力学分析，得出了仅使用适配器与使用整星隔振系统的小卫星的模态对比，结果表明整星隔振系统的一阶纵向和一阶横向固有频率均有降低。以小卫星上的某些特殊点作为参考对象进行了整星隔振系统的频响分析，结果表明使用隔振器对整星振动的抑制明显，对卫星的纵向振动和横向振动均具有理想的隔振性能。
　　最后研究了小卫星的局部振动控制问题，采用添加动力吸振器和约束阻尼层的方法降低小卫星的局部振动，仿真结果表明这两种针对小卫星的动力学减振方案设计合理，具有理想的减振效果，可以应用到卫星实际减振中。

目录

小卫星隔振减振系统的动力学设计

DYNAMIC DESIGN OF VIBRATION ISOLATION AND ATTENUATION SYSTEM FOR SMALL SPACECRAFTS

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外在该方向的研究现状

1.2.1 国内外整星隔振器研究状况

1.2.2 航天器局部减振研究现状

1.3 本文的主要内容

第2章 卫星隔振减振的振动理论基础

2.1 单自由度系统的传递函数与频响分析

2.2 多自由度系统的传递函数和频响函数分析

2.2.1 比例阻尼系统

2.2.2 一般阻尼系统

2.3 本章小结

第3章 整星隔振器原理性设计

3.1 动力学方程建立

3.2 系统固有频率和模态阻尼比影响因素分析

3.3 整星隔振器传递率分析

3.4 本章小结

第4章 隔振器参数设计与隔振性能分析

4.1 隔振器参数设计

4.1.1 隔振器实模态分析

4.1.2 隔振器复模态分析

4.2 隔振器隔振性能分析

4.2.1 整星隔振系统的模态分析

4.2.2 整星隔振系统的频响分析

4.3 本章小结

第5章 卫星局部减振研究

5.1 添加动力吸振器

5.2 约束阻尼层的应用

5.2.1 约束阻尼层减振原理及建模研究

5.2.2 局部减振算例分析

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢