典型结构单轴与三轴振动损伤特性探讨

设计一种典型标准试验件,对该标准件在单轴与三轴随机振动环境下的响应进行理论仿真,并在三轴振动试验系统上开展试验研究。基于试验响应数据,对试件三轴与单轴顺序加载所造成的相对疲劳损伤进行对比分析,为航天产品振动试验方式的选取提供参考。     

基于非平稳非高斯随机振动的航天结构疲劳寿命分析

随机振动试验是考核结构疲劳强度的常用方法，通常假定振动信号符合高斯分布。实际使用中存在非平稳非高斯随机振动环境，非平稳非高斯振动中的结构疲劳寿命分析有助于试验技术的提高。通过介绍非平稳非高斯随机振动的特征和生成方法，分析了跌宕周期对非平稳非高斯信号时域波形的影响。建立典型试件的有限元模型，按照波形再现振动试验的加载方法和时域疲劳寿命分析方法，研究了峭度和跌宕周期对疲劳寿命的影响。结果表明峭度和跌宕周期对疲劳寿命有显著的影响。研究结果对于提高环境试验真实度、改善疲劳寿命试验技术具有参考意义。     

某空空导弹发动机装药挂飞振动疲劳寿命分析

挂飞振动是空空导弹最重要环境因素之一,研究发动机挂飞疲劳寿命对掌握其环境使用边界具有重要意义.文中利用谐波叠加法模拟发动机所受时域随机振动载荷,结合有限元软件进行了挂飞振动动态模拟,获得了某型发动机应力变化规律.在此基础上,利用雨流计数法统计了该发动机装药危险位置应力循环信息,依据Miner疲劳累积损伤理论预估了该发动机装药挂飞振动疲劳寿命,最后对发动机装药挂飞寿命与推进剂疲劳极限关系进行了分析.     

运输过程火箭战斗部装药振动疲劳的数值分析

为深入了解运输环境下火箭战斗部装药的结构可靠性,利用频域方法对其随机振动特性及疲劳损伤情况进行了研究。建立了发射车简化动力学模型,由传递函数及路面载荷求得装药基础激励功率谱;根据装药有限元模型,利用模态叠加法求出了结构随机振动响应,并通过Steinberg 3-σ法则估算疲劳损伤量。计算结果表明:运输过程中装药会发生随机振动,结构内部会产生动应力,危险点位于顶部圆孔内侧,应力峰值为4.86 MPa。当加载时间达到250 h时累积损伤量为1.12,表明装药已经发生结构破坏。路面激励会引发装药疲劳损伤,影响其结构可靠性。     

随机振动载荷下发射装置尾罩疲劳寿命分析

针对发射装置尾罩在随机振动试验中可能存在的疲劳破坏问题,采用有限元法对其随机振动疲劳寿命进行了预计。分析了频率响应,得到结构的应力传递函数。结合5A06铝合金的S-N曲线和加速度PSD激励,采用Dirlik法计算了尾罩随机振动疲劳寿命,结果满足随机振动试验的考核要求。     

基于倍福伺服系统的正弦振动试验装置设计

分析了几种正弦振动实现方式及各自的优劣,阐述了采用电子凸轮实现正弦振动时平滑稳定启停的原理及实现方法,并对耦合时机的选取以及凸轮表的设计进行了说明,对如何利用倍福伺服系统实现高精度任意频率、振幅的正弦振动进行了研究,实现了高精度正弦振动试验装置的研制目的。     

大型卫星的振动试验

一、前言卫星振动试验的目的是,在发射前确认卫星能否承受发射时的振动环境,能否圆满地完成飞行任务。因此,在进行振动试验时,应尽可能使卫星承受的环境与发射时的振动环境相接近,并由此来确定试验结构和试验振级。按上述方法,在以往的卫星振动试验中,卫星系统的低频振动环境,采用正弦振动来模拟;而高频振动环境,则进行随机振动试验来模拟,但也有用声试验来模拟的。     

水下电场天线横向振动及其诱发电磁噪声研究

横向振动作为水下电场天线在海水随机脉动应力作用下的主要振源,其诱发的电磁噪声在长波通信电磁噪声中占主导作用,直接影响长波通信深度和质量。建立了天线的横向振动模型,导出了天线的随机振动响应,分析了横向振动诱发电磁噪声的产生机理及特性,并给出了电磁噪声的仿真结果及结果分析。研究结果表明：采用平板脉动压力下Bernoulli梁的随机振动模型计算振动诱发电磁噪声是可行且准确的,可以根据横向振动诱发电磁噪声分析结果优化天线结构以减小振动感应噪声。     

基于正弦扫频振动试验的某型车辆点火线圈支架疲劳分析

为了较准确、快速地估计结构件等的疲劳寿命,研究了基于正弦扫频的强化激振试验方法。该方法在结构材料S-N曲线未知的情况下,可以通过结构危险点处的振动自功率谱密度和扫频参数快速估算出结构的疲劳寿命。应用此法,对某型车辆的点火线圈支架进行了试验,结果表明:正弦扫频强化激振时长在1 h左右,支架即出现寿命缺陷。对点火线圈支架结构进行了计算改进,可使其疲劳耐久性试验时长增加到20 h以上。     

基于有限元法的运载火箭管路随机振动疲劳寿命分析

采用有限元法,基于ABAQUS和nCode开展了火箭增压输送管路随机振动疲劳寿命仿真研究,建立了典型输送管路的有限元分析模型,计算得到了管路结构的频响特性,在此基础上基于频域随机振动疲劳寿命分析方法,计算了输送管路在随机振动条件下的疲劳寿命。研究结果表明,该分析方法可用于指导运载火箭的增压输送系统管路疲劳耐久性的设计和分析,具有一定的工程应用价值。     

复杂结构水下模态试验研究

讨论了水下结构振动模态试验理论，采用双梁式数学模型和多点正弦适调力法，研究了复合体结构在空气和水中的模态特性以及流体对复合体的耦联作用，测量了了复合结构干、湿模态参数。     

陀螺稳定平台振动漂移性能研究

系统分析了陀螺稳定平台在随机振动环境下的漂移性能变化,给出了机械谐振是导致随机振动环境下陀螺平台漂移变大的重要因素,进而通过建立陀螺稳定平台振动测试系统,试验验证了理论分析的正确性并提出改进措施。在保证整体振动量级不变的条件下,通过降低谐振频段的振动激励,改善了稳定平台振动试验的合理性,确保了环境应力筛选试验的有效性。     

正弦扫描振动模拟瞬态振动环境等效性研究

使用正弦扫描振动模拟低频瞬态振动环境是航天工业的一种传统试验方法,其对产品的环境考核可能同时存在欠试验和过试验。首先对两者等效性进行分析,进而采用冲击响应谱、最大响应谱等相关理论,对等效正弦扫描振动试验条件制定中的扫描速率、阻尼系数进行了研究,并给出参数选择建议。最终提出了制定正弦扫描振动环境试验条件的步骤,为采用正弦扫描试验进行低频瞬态环境适应性考核提供借鉴。     

外物损伤对叶片振动疲劳裂纹扩展性能的影响

为研究外物损伤(FOD)对航空发动机叶片的疲劳裂纹扩展影响,基于落锤冲击试验系统,在不同冲击能量下进行TC4钛合金试件的FOD模拟试验及振动疲劳试验,获得损伤试件的裂纹长度与疲劳寿命的关系,并拟合疲劳断口裂纹形貌参数,建立疲劳裂纹扩展寿命预测计算模型。研究结果表明：损伤缺口的深度和宽度随冲击能量的减小而非线性的减小。当冲击能量较大时,试件的疲劳裂纹先沿弯曲微裂纹扩展,后沿直线扩展;当冲击能量较小时,试件疲劳裂纹保持直线扩展。裂纹的萌生寿命与冲击能量、应力水平二者相关。     

利用微机在振动台上模拟随机振动

在实验室动态环境下,能对各种结构或构件做可靠的随机振动试验的设备,对于数据采集和分析是至关重要的。尽管可以采用复杂、昂贵的设备,但本文只探讨利用微机这种有生命力的和符合成本效益的试验设备,进行持续时间较短的试验。由于这些应用,一台微机可以作为动态振动系统控制加在结构上的期望随机振动.在这种情况下,对于给定的谱密度函数,便可产生控制信号——来自微机的数字信号.本文探讨在短持续试验中采用计算机的问题并评价它在实际试验中的效果。     

探空火箭箭头随机振动仿真分析

以探空火箭箭头为研究对象,利用有限元软件ANSYS Workbench对结构的模态及随机振动响应进行仿真分析,得到箭头的模态、随机振动响应谱、加速度均方根值、应力云图等,并与试验结果进行了对比,验证了仿真方法的正确性.仿真分析方法弥补了箭头随机振动试验手段的不足,得到更多的随机振动响应数据,并对箭头应力、变形、设备安装结构振动响应、测点位置影响等进行了分析,对箭头动态强度设计、设备与箭头振动试验方案设计等均有参考意义.     

风洞动导数俯仰振动试验装置的设计

针对动导数试验采用的自由振动法存在抗干扰能力弱,不能控制振幅和频率等缺点,采用强迫振动方法对风洞动导数俯仰振动试验装置进行设计。利用平行双曲柄机构原理,通过飞行器模型在风洞中以给定的振幅、频率完成俯仰正弦振动运动,模拟实际飞行状态测得俯仰姿态下的动导数,并通过实例进行校核验证。结果表明:该装置具有很高的强度和刚度,能更准确地模拟飞行状态,提高试验测量精度。     

振动测试中低频失真放大问题的机理

针对振动环境试验和振动测量中低频失真放大现象的机理问题,应用MATLAB软件进行分析和仿真,在典型随机信号上叠加低频正弦信号或脉冲信号,复现了低频失真放大现象。通过试验对低频失真的物理机理进行了研究。分析和试验结果表明,测量信号中超低频成分与特定的谱分析方法共同作用,是出现低频失真放大的直接原因。测量电路虚接、电路连接松脱、测量超出传感器量程、被测结构或传感器松动、特殊结构单向脉冲等情况,是产生超低频信号并间接导致低频失真的物理原因。仿真与试验结果一致,证实了振动测试低频失真放大的机理。对该机理的认识有助于减少相关振动测量问题。     

振动凝固细化晶粒的新进展

作者们首次采用受控凝固和受控振动相结合的实验装置和实验方法,在金属凝固过程中引入各种不同形式的振动,抓住凝固固液界面这一中心环节,较为系统地揭示了①纵向稳态正弦振动对固液界面凝固参数的影响;②纵向稳态正弦振动和其他各种振动波形以及横向宽频冲击振动对树枝狀晶固液界面形貌及组织性能的影响;③高能超声参振凝固对细化晶粒及改善第二相形状的影响。实验表明,为了获得最佳的细化晶粒效果,参振频率最好与凝固固液相区的特征共振频率吻合。实验还表明宽频冲击及高能超声参振凝固细化晶粒的效果显著,简单实用,预期有重要的应用前景。     

航空发动机典型振动故障诊断和振动抑制技术

振动故障是航空发动机主要故障,严重制约航空发动机的研制和使用。在全面梳理、跟踪国外典型第三代和第四代发动机在研制和使用中发生的振动故障的基础上,研究了航空发动机振动故障诊断技术及其未来的发展趋势。结合综合高性能涡轮发动机技术(IHPTET)计划和高循环疲劳(HCF)计划中的一系列典型被动阻尼技术,总结了航空发动机领域具有使用价值的几种典型振动抑制技术,并研究了振动抑制技术的发展方向。