[发明专利]大直径捆绑式运载火箭空间组合模态激振布置方法有效

专利信息
申请号: 201610147376.4 申请日: 2016-03-15
公开(公告)号: CN107192522B 公开(公告)日: 2020-02-21
发明(设计)人: 王鹏辉;苏里;常洪振;冯颖川;左祥昌;于瑾;付肇庆 申请(专利权)人: 北京强度环境研究所;中国运载火箭技术研究院
主分类号: G01M7/02 分类号: G01M7/02
代理公司: 核工业专利中心 11007 代理人: 高尚梅
地址: 100076 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 直径 捆绑 运载火箭 空间 组合 模态激振 布置 方法
【权利要求书】:

1.一种大直径捆绑式运载火箭空间组合模态激振布置方法,具体包括如下步骤:

第一步:准备试验设备;

先将大直径捆绑式运载火箭自由悬挂,将多个振动加速度传感器分别安装在芯级(1)、Ⅰ助推器(2)、Ⅱ助推器(3)、Ⅲ助推器(4)和Ⅳ助推器(5)上;将振动加速度传感器与数据采集设备通过电缆连接;随后开始安装激振器,箭体尾部的激振器均采用固定安装方式,箭体中部和上部采用悬挂方式;激振器和大直径捆绑式运载火箭之间通过激振杆和力传感器连接,然后将激振器上的激振控制电缆连接到功率放大器,功率放大器与模态控制采集系统连接;

第二步:进行横向模态试验;

在箭体的指定位置布置20台激振器,具体位置为:在芯级(1)头部外壁上分别安装1号激振器、2号激振器和3号激振器,1号激振器、2号激振器和3号激振器位于同一圆周上;其中1号激振器和2号激振器沿芯级(1)的轴线对称,3号激振器位于前述两个激振器之间圆弧的中点上;在芯级(1)中部的外壁上分别安装4号激振器和5号激振器,4号激振器和5号激振器位于同一圆周上,沿芯级(1)的轴线对称,4号激振器与1号激振器位于同一轴线上,5号激振器与2号激振器位于同一轴线上;在芯级(1)后过渡段的外壁上分别安装6号激振器、7号激振器和8号激振器,6号激振器、7号激振器和8号激振器位于同一圆周上;其中6号激振器与7号激振器沿芯级(1)的轴线对称,8号激振器位于前述两个激振器之间圆弧的中点上;6号激振器与4号激振器位于同一轴线上,7号激振器与5号激振器位于同一轴线上,8号激振器与3号激振器位于同一轴线上;将9号激振器、10号激振器、11号激振器和12号激振器分别安装在Ⅰ助推器(2)、Ⅲ助推器(4)、Ⅱ助推器(3)和Ⅳ助推器(5)中部的外壁上;9号激振器安装在Ⅰ助推器(2)的前方,10号激振器安装在Ⅲ助推器(4)的后方,11号激振器安装在Ⅱ助推器(3)的右方,12号激振器安装在Ⅳ助推器(5)的左方;将13号激振器、14号激振器、15号激振器、16号激振器、17号激振器、18号激振器、19号激振器和20号激振器分别安装在Ⅱ助推器(3)、Ⅰ助推器(2)、Ⅲ助推器(4)和Ⅳ助推器(5)的外壁上;13号激振器位于Ⅱ助推器(3)左方,14号激振器位于Ⅱ助推器(3)的右方,13号激振器和14号激振器位于同一圆周上;15号激振器位于Ⅰ助推器(2)的前方,16号激振器位于Ⅰ助推器(2)的左方,15号激振器和16号激振器位于同一圆周上;17号激振器位于Ⅲ助推器(4)的后方,18号激振器位于Ⅲ助推器(4)的左方,17号激振器和18号激振器位于同一圆周上;19号激振器位于Ⅳ助推器(5)的后方,20号激振器位于Ⅳ助推器(5)的左方,19号激振器和20号激振器位于同一圆周上;

系统调试好后进行横向激振,各激振器的激振加载方向为:1号激振器、2号激振器、3号激振器、4号激振器、5号激振器、6号激振器、7号激振器和8号激振器的激振方向均朝向芯级(1)的轴线并与轴线垂直;9号激振器、15号激振器和16号激振器的激振方向均朝向Ⅰ助推器(2)的轴线并与轴线垂直;11号激振器、13号激振器和14号激振器的激振方向均朝向Ⅱ助推器(3)的轴线并与轴线垂直;10号激振器、17号激振器和18号激振器的激振方向均朝向Ⅲ助推器(4)的轴线并与轴线垂直;2号激振器、19号激振器和20号激振器的激振方向均朝向Ⅳ助推器(5)的轴线并与轴线垂直;

激振器之间的激振相位需根据激振点处的模态振型确定,以某个激振点为参考点,相位设为0度,如果激振点的振动方向和参考点一致则激振相位为0度,反之激振相位为180度;每个激振力的量级要根据激振点处模态振型的比例关系确定,振型越大对应的激振力也应越大;通过正弦调谐方法获取空间组合模态参数;

横向激振完成后,拆除全部20台激振器;

第三步:进行扭转模态试验;

在箭体的指定位置布置6台激振器,具体位置为:在芯级(1)头部外壁沿轴线对称位置安装1号激振器和2号激振器,1号激振器和2号激振器位于同一圆周上;将3号激振器、4号激振器、5号激振器和6号激振器分别安装在Ⅱ助推器(3)、Ⅳ助推器(5)、Ⅰ助推器(2)和Ⅲ助推器(4)中部的外壁上;3号激振器安装在Ⅱ助推器(3)的前方,4号激振器安装在Ⅳ助推器(5)的后方,5号激振器安装在Ⅰ助推器(2)的左方,6号激振器安装在Ⅲ助推器(4)的右方;

系统调试好后进行扭转激振,各激振器的激振加载方向为:1号激振器的激振方向沿芯级(1)外壁圆周的切线方向,2号激振器的激振方向与1号激振器的激振方向相反,3号激振器的激振方向朝向Ⅱ助推器(3)的轴线并与轴线垂直,4号激振器的激振方向朝向Ⅳ助推器(5)的轴线并与轴线垂直,5号激振器的激振方向朝向Ⅰ助推器(2)的轴线方向并与轴线垂直,6号激振器的激振方向朝向Ⅲ助推器(4)的轴线方向并与轴线垂直;

各个激振器的相位和激振力设置原则与第二步相同;通过正弦调谐方法获取扭转模态参数;

扭转激振完成后,拆除全部6台激振器;

第四步:进行纵向模态试验;

在箭体的指定位置布置6台激振器,具体位置为:在芯级(1)的尾部外壁沿轴线对称位置分别安装1号激振器和2号激振器,1号激振器和2号激振器位于同一圆周上;将3号激振器、4号激振器、5号激振器和6号激振器分别安装在Ⅰ助推器(2)、Ⅲ助推器(4)、Ⅳ助推器(5)和Ⅱ助推器(3)尾部的外壁上;3号激振器安装在Ⅰ助推器(2)的前方,4号激振器安装在Ⅲ助推器(4)的后方,5号激振器安装在Ⅳ助推器(5)的左方,6号激振器安装在Ⅱ助推器(3)的右方;

系统调试好后进行纵向激振,各激振器的激振加载方向为平行于箭体长度方向;

各个激振器的相位和激振力设置原则与第二步相同;过正弦调谐方法获取纵向模态参数;

纵向激振完成后,拆除全部6台激振器。

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