適用于衛星微振動隔振系統的快速設計分析方法
【專利摘要】本發明提供了一種適用于衛星微振動隔振系統的快速設計分析方法，包括：分析最小頻帶帶寬、最小耦合度與隔振器橫向剛度與縱向剛度比值的關系，確定隔振器的剛度特性；分析最小頻帶帶寬、最小頻率、最小耦合度分別與隔振器分布半徑、隔振器安裝傾角之間的關系，確定隔振器的布置形式；在確定隔振器剛度及布置形式后，分別開展分析隔振系統模態特性、利用線剛度分析隔振系統耦合特性、分析隔振系統隔振性能。本發明具備針對衛星微振動隔振系統進行快速設計的能力，同時，可以對衛星微振動隔振系統的特性進行全面、準確的分析和評估。
【專利說明】 適用于衛星微振動隔振系統的快速設計分析方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及衛星微振動隔振系統的設計和分析【技術領域】，具體地，涉及一種適用于衛星微振動隔振系統的快速設計分析方法。
【背景技術】
[0002]現有衛星微振動隔振系統的設計和分析，體現出工作量大、分析設計難度高、重復性工作頻繁以及分析設計周期長等缺陷，設計指導性和設計實施性差。因此，研究一種適用于衛星微振動隔振系統的快速設計分析方法，可有效解決衛星微振動隔振系統的設計和分析所面臨的問題。
[0003]目前沒有發現同本發明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資料。
【發明內容】
[0004]本發明針對想愛你有技術中存在的上述不足，提供了一種適用于衛星微振動隔振系統的快速設計分析方法，該方法通過分析和設計微振動隔振系統剛度特性和安裝形式，并通過全面分析微振動隔振系統的特性，確定和完成微振動隔振系統的設計狀態，達到全面的系統特性分析和快速完成系統設計的目的，具備針對衛星微振動隔振系統進行快速設計的能力，同時，可以對隔振系統的特性進行全面、準確的分析和評估。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的。
[0006]一種適用于衛星微振動隔振系統的快速設計分析方法，包括如下步驟:
[0007]步驟1，分析衛星微振動隔振系統的最小頻帶帶寬和最小耦合度分別與衛星微振動隔振系統隔振器的橫軸剛度比之間的變化關系，確定隔振器的剛度特性，；
[0008]步驟2，分析星微振動隔振系統分別與隔振器的分布半徑和隔振器的安裝傾角之間的變化關系，確定隔振器的布置形式和衛星微振動隔振系統的設計狀態；
[0009]步驟3，結合步驟I確定的隔振器剛度特性及步驟2確定的隔振器布置形式，分別開展衛星微振動隔振系統的隔振系統模態特性分析、隔振系統耦合特性分析、隔振系統隔振性能分析，得到各分析結果，并確定各分析結果與衛星微振動隔振系統設計狀態的吻合性。
[0010]優選地,所述步驟I包括如下步驟:
[0011]步驟1.1，針對衛星微振動隔振系統隔振器橫向與軸向的剛度比，得到隔振器的橫軸剛度比；
[0012]步驟1.2，分析衛星微振動隔振系統的最小頻帶帶寬和最小耦合度隨隔振器橫軸剛度比變化的變化曲線I;
[0013]步驟1.3，根據步驟1.2得到的變化曲線I，確定隔振器的剛度特性。
[0014]優選地,所述步驟2包括如下步驟:
[0015]步驟2.1，分析衛星微振動隔振系統的最小頻帶帶寬和最小耦合度隨隔振器安裝傾角變化的變化曲線II，結合步驟1.2得到的變化曲線I，確定衛星微振動隔振系統最小耦合度及隔振器安裝傾角；
[0016]步驟2.2，分析衛星微振動隔振系統的最小頻帶帶寬和最小頻率隨隔振器分布半徑變化的變化曲線III，結合步驟1.2得到的變化曲線I和步驟2.1得到的變化曲線II，確定隔振器分布半徑以及衛星微振動隔振系統最小頻帶帶寬和最小頻率；
[0017]步驟2.3，根據步驟2.1確定的衛星微振動隔振系統最小耦合度和隔振器安裝傾角以及步驟2.2確定的隔振器分布半徑、衛星微振動隔振系統最小頻帶帶寬和最小頻率，確定隔振器的布置形式和衛星微振動隔振系統的設計狀態。
[0018]優選地,所述步驟3包括如下步驟:
[0019]步驟3.1，分析衛星微振動隔振系統的模態特性，獲得衛星微振動隔振系統模態特性及各界模態參與因子，得到分析結果I，并確認分析結果I與衛星微振動隔振系統設計狀態的吻合性；
[0020]步驟3.2，利用線剛度分析衛星微振動隔振系統的耦合特性，進行衛星微振動隔振系統耦合特性的快速評估，得到分析結果II，并確認分析結果II與衛星微振動隔振系統設計狀態的吻合性；
[0021]步驟3.3，分析衛星微振動隔振系統的隔振性能，獲得衛星微振動隔振系統的振動隔離傳遞特性，得到分析結果III，并確認分析結果III與衛星微振動隔振系統設計狀態的吻合性。
[0022]本發明提供的適用于衛星微振動隔振系統的快速設計分析方法，針對隔振系統的剛度特性的分析設計，從最小頻帶帶寬、最小耦合度的角度開展分析，確定隔振系統的剛度設計特性；針對隔振系統的布置形式的設計，從隔振器分布半徑和隔振器安裝傾角等角度開展分析設計；針對隔振系統的隔振器分布半徑的設計，從最小頻帶帶寬、最小頻率等角度開展分析，確定隔振系統分布半徑設計特性；針對隔振系統的隔振器安裝傾角的設計，從最小頻帶帶寬、最小耦合度等角度開展分析，確定隔振系統隔振器安裝傾角的設計；通過開展分析隔振系統模態特性、利用線剛度分析隔振系統耦合特性、分析隔振系統隔振性能，進行隔振系統特性的全面分析和評估；通過所述分析流程，以及只利用線剛度分析隔振系統耦合特性等，體現了本發明方法對微振動隔振系統的快速分析和設計的特點。
[0023]本發明通過分析微振動隔振系統剛度特性和安裝形式來初步確定設計，并通過全面分析微振動隔振系統的特性，確定和完成微振動隔振系統的設計狀態，達到微振動隔振系統的全面特性分析和快速系統設計的目的。
[0024]與現有技術相比，本發明具有如下技術特點:
[0025]1、本發明具備良好的設計指導性和高效的設計實施性；
[0026]2、本發明能夠快速可靠的完成系統設計方案的分析確定；
[0027]3、本發明能有效進行系統的分析、校核和優化，保證系統產品的可靠性、安全性和可擴展性；
[0028]4、通過大量試驗，驗證了本發明具有較高的可實現性、適應性及經濟價值。
[0029]本發明提供的適用于衛星微振動隔振系統的快速設計分析方法，可應用于多個型號的微振動隔振系統設計，并能夠指導完成微振動隔振系統的設計、生產、裝配及試驗。
[0030]本發明具備針對衛星微振動隔振系統進行快速設計的能力，同時，可以對衛星微振動隔振系統的特性進行全面、準確的分析和評估。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0032]圖1為本發明適用于衛星微振動隔振系統的快速設計分析方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面對本發明的實施例作詳細說明:本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。
[0034]如圖1所示，本實施例提供了一種適用于衛星微振動隔振系統的快速設計分析方法，包括如下步驟:
[0035]步驟1，分析衛星微振動隔振系統的最小頻帶帶寬、最小耦合度與衛星微振動隔振系統隔振器的橫軸剛度比之間的變化關系，確定隔振器的剛度特性；
[0036]步驟2，分析星微振動隔振系統分別與隔振器的分布半徑、安裝傾角之間的變化關系，確定隔振器的布置形式和衛星微振動隔振系統的設計狀態；
[0037]步驟3，結合步驟I確定的隔振器剛度特性及步驟2確定的隔振器布置形式，分別開展衛星微振動隔振系統的隔振系統模態特性分析、隔振系統耦合特性分析、隔振系統隔振性能分析，得到各分析結果，并確定各分析結果與衛星微振動隔振系統設計狀態的吻合性。
[0038]進一步地，所述步驟I包括如下步驟:
[0039]步驟1.1，針對衛星微振動隔振系統隔振器橫向與軸向的剛度比，得到隔振器的橫軸剛度比；
[0040]步驟1.2，分析衛星微振動隔振系統的最小頻帶帶寬和最小耦合度隨隔振器橫軸剛度比變化的變化曲線I ;
[0041]步驟1.3，根據步驟1.2得到的變化曲線I，確定隔振器的剛度特性。
[0042]進一步地，所述步驟2包括如下步驟:
[0043]步驟2.1，分析衛星微振動隔振系統的最小頻帶帶寬和最小耦合度隨隔振器安裝傾角變化的變化曲線II，結合步驟1.2得到的變化曲線I，確定衛星微振動隔振系統最小耦合度及隔振器安裝傾角；
[0044]步驟2.2，分析衛星微振動隔振系統的最小頻帶帶寬和最小頻率隨隔振器分布半徑變化的變化曲線III，結合步驟1.2得到的變化曲線I和步驟2.1得到的變化曲線II，確定隔振器分布半徑以及衛星微振動隔振系統最小頻帶帶寬和最小頻率；
[0045]步驟2.3，根據步驟2.1確定的衛星微振動隔振系統最小耦合度和隔振器安裝傾角以及步驟2.2確定的隔振器分布半徑、衛星微振動隔振系統最小頻帶帶寬和最小頻率，確定隔振器的布置形式和衛星微振動隔振系統的設計狀態。
[0046]進一步地，所述步驟3包括如下步驟:
[0047]步驟3.1，分析衛星微振動隔振系統的模態特性，獲得衛星微振動隔振系統模態特性及各界模態參與因子，得到分析結果I，并確認分析結果I與衛星微振動隔振系統設計狀態的吻合性；
[0048]步驟3.2，利用線剛度分析衛星微振動隔振系統的耦合特性，進行衛星微振動隔振系統耦合特性的快速評估，得到分析結果II，并確認分析結果II與衛星微振動隔振系統設計狀態的吻合性；
[0049]步驟3.3，分析衛星微振動隔振系統的隔振性能，獲得衛星微振動隔振系統的振動隔離傳遞特性，得到分析結果III，并確認分析結果III與衛星微振動隔振系統設計狀態的吻合性。
[0050]具體為:
[0051]1、針對隔振系統隔振器橫向與軸向的剛度比(簡稱橫軸剛度比)，分析最小頻帶帶寬、最小耦合度隨隔振器橫軸剛度比變化的變化曲線，初步確定隔振系統的剛度特性；
[0052]2、針對隔振系統的布置形式的設計，從隔振器分布半徑和隔振器安裝傾角等角度開展分析設計:
[0053]2.1、針對隔振系統的隔振器安裝傾角的設計，從最小頻帶帶寬、最小耦合度等角度開展分析，確定隔振系統隔振器安裝傾角的設計；分析最小頻帶帶寬、最小耦合度隨隔振器安裝傾角變化的變化曲線，結合I中的分析結果曲線，確定隔振系統的最小耦合度及隔振器安裝傾角；
[0054]2.2、針對隔振系統的隔振器分布半徑的設計，從最小頻帶帶寬、最小頻率等角度開展分析，確定隔振系統分布半徑設計特性；分析最小頻帶帶寬、最小頻率隨隔振器分布半徑變化的變化曲線，結合I和2.1中的分析結果曲線，確定隔振系統的分布半徑、最小頻帶帶寬和最小頻率，確定了隔振系統的設計狀態；
[0055]3、通過開展分析隔振系統模態特性、利用線剛度分析隔振系統耦合特性、分析隔振系統隔振性能，進行隔振系統特性的全面分析和評估:
[0056]3.1、分析隔振系統模態特性，獲得隔振系統模態特性及各界模態參與因子，并確認分析結果與設計狀態的吻合性；
[0057]3.2、利用線剛度分析隔振系統耦合特性，進行隔振系統耦合特性的快速評估，并確認分析結果與設計狀態的吻合性；
[0058]3.3、進行隔振系統隔振性能分析，獲得隔振系統的振動隔離傳遞特性，確認分析結果與設計狀態的吻合性；
[0059]隔振系統模態特性分析和隔振系統隔振性能分析可以利用本領域公知方法進行。
[0060]通過上述分析流程以及只利用線剛度分析隔振系統耦合特性等，體現了本實施例對微振動隔振系統的快速分析和設計的特點。
[0061]以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。
【權利要求】
1.一種適用于衛星微振動隔振系統的快速設計分析方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1，分析衛星微振動隔振系統的最小頻帶帶寬和最小耦合度分別與衛星微振動隔振系統隔振器的橫軸剛度比之間的變化關系，確定隔振器的剛度特性； 步驟2，分析星微振動隔振系統分別與隔振器的分布半徑和隔振器安裝傾角之間的變化關系，確定隔振器的布置形式以及衛星微振動隔振系統的設計狀態； 步驟3，結合步驟I確定的隔振器剛度特性及步驟2確定的隔振器布置形式，分別開展衛星微振動隔振系統的隔振系統模態特性分析、隔振系統稱合特性分析和隔振系統隔振性能分析，得到各分析結果，并確定各分析結果與衛星微振動隔振系統設計狀態的吻合性。
2.根據權利要求1所述的適用于衛星微振動隔振系統的快速設計分析方法，其特征在于，所述步驟I包括如下步驟: 步驟1.1，針對衛星微振動隔振系統隔振器橫向與軸向的剛度比，得到隔振器的橫軸剛度比； 步驟1.2，分析衛星微振動隔振系統的最小頻帶帶寬和最小耦合度隨隔振器橫軸剛度比變化的變化曲線I ; 步驟1.3，根據步驟1.2得到的變化曲線I，確定隔振器的剛度特性。
3.根據權利要求2所述的適用于衛星微振動隔振系統的快速設計分析方法，其特征在于，所述步驟2包括如下步驟: 步驟2.1，分析衛星微振動隔振系統的最小頻帶帶寬和最小耦合度隨隔振器安裝傾角變化的變化曲線II，結合步驟1.2得到的變化曲線I，確定衛星微振動隔振系統最小耦合度以及隔振器安裝傾角； 步驟2.2，分析衛星微振動隔振系統的最小頻帶帶寬和最小頻率隨隔振器分布半徑變化的變化曲線III，結合步驟1.2得到的變化曲線I和步驟2.1得到的變化曲線II，確定隔振器分布半徑以及衛星微振動隔振系統最小頻帶帶寬和最小頻率； 步驟2.3，根據步驟2.1確定的衛星微振動隔振系統最小耦合度和隔振器安裝傾角以及步驟2.2確定的隔振器分布半徑、衛星微振動隔振系統最小頻帶帶寬和衛星微振動隔振系統最小頻率，確定隔振器的布置形式和衛星微振動隔振系統的設計狀態。
4.根據權利要求3所述的適用于衛星微振動隔振系統的快速設計分析方法，其特征在于，所述步驟3包括如下步驟: 步驟3.1，分析衛星微振動隔振系統的模態特性，獲得衛星微振動隔振系統模態特性及各界模態參與因子，得到分析結果I，并確認分析結果I與衛星微振動隔振系統設計狀態的吻合性； 步驟3.2，利用線剛度分析衛星微振動隔振系統的耦合特性，進行衛星微振動隔振系統耦合特性的快速評估，得到分析結果II，并確認分析結果II與衛星微振動隔振系統設計狀態的吻合性； 步驟3.3，分析衛星微振動隔振系統的隔振性能，獲得衛星微振動隔振系統的振動隔離傳遞特性，得到分析結果III，并確認分析結果III與衛星微振動隔振系統設計狀態的吻合性。
【文檔編號】G01M99/00GK104268382SQ201410472196
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月16日 優先權日:2014年9月16日
【發明者】蔣國偉, 周徐斌, 申軍烽, 鐘鳴, 周靜, 黃俊杰 申請人:上海衛星工程研究所