[发明专利]基于振动试验设备能力的航天器产品控制包络确定方法有效
申请号: | 201610124270.2 | 申请日: | 2016-03-04 |
公开(公告)号: | CN105784303B | 公开(公告)日: | 2018-09-18 |
发明(设计)人: | 邱汉平;樊世超;岳志勇;高海洋;杜晓舟;王智勇;张君;董宇辉 | 申请(专利权)人: | 北京卫星环境工程研究所 |
主分类号: | G01M7/02 | 分类号: | G01M7/02 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 100094 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 振动 试验 设备 能力 航天器 产品 控制 包络 确定 方法 | ||
本发明公开了一种基于振动试验设备能力的航天器产品控制包络确定方法。该方法包括电流传感器的安装步骤;振动试验系统运动部分质量的确定步骤;振动试验设备验收及电流信息的获取步骤;基于推力计算方法为F=MA的控制包络确定步骤;基于推力计算方法为F=BIL的控制包络确定步骤;最终控制包络的确定步骤。本发明的航天器产品控制包络确定方法既充分发挥了振动试验设备的推力能力,又确保了航天器产品在试验过程中不发生中断,使产品能经受最大限度的力学环境试验考核。
技术领域
本发明属于航天器力学环境试验领域,具体涉及一种基于振动试验设备能力的航天器产品控制包络确定方法。
背景技术
随着中国航天技术的不断发展,研制的各类新型航天器产品逐渐诞生。这类新型航天器的特点是尺寸大、结构复杂,分系统繁多。为确保航天器的发射成功及在轨的正常运行,航天器的部组件、各分系统及整器产品均需在振动试验设备上进行力学环境试验的考核。
然而有些大型航天器部组件产品质量大,验收或鉴定试验量级高,现有的振动台推力无法满足其力学试验需求,通常采用降低验收或鉴定试验量级的方式来对产品进行考核。如果验收或鉴定试验量级降低太多,航天器产品将考核不充分,存在严重的欠试验;如果验收或鉴定试验量级降低太少,航天器产品试验由于振动试验设备推力不够导致试验发生中断,存在产品经历冲击的风险。
为定量计算产品验收或鉴定试验量级下降值,寻求航天器产品力学试验的控制包络,本文提出了一种基于振动试验设备能力的航天器产品控制包络确定方法。该方法既能充分发挥振动试验设备的推力能力,又能确保航天器产品在试验过程中不发生中断,使产品经受最大限度的力学环境试验考核。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种基于振动试验设备能力的航天器产品控制包络确定方法以使航天器产品经受最大限度的力学环境试验考核,并能防止和避免试验中断问题的产生。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种基于振动试验设备能力的航天器产品控制包络确定方法,包括以下步骤:
(1)电流传感器的安装。该步骤具体为在振动台台体与功放之间的正极或负极电缆中安装一个电流传感器。电流传感器安装位置通常靠近功放系统或振动台动圈附近。电流传感器的测量上限为功放所能提供最大电流的1.5倍。
(2)振动试验系统运动部分质量的确定。该步骤具体为确定振动试验系统垂直方向运动部分的质量和水平方向运动部分的质量。振动试验系统的运动部分主要包括动圈、扩展台、水平滑台及轴承运动部件、连接螺钉等。
(3)振动试验设备垂直向验收及电流信息的获取。该步骤具体为按制造商提供的垂直向正弦验收包络幅频曲线对振动试验设备进行验收,测量电流传感器反馈的电流幅频曲线;按制造商提供的垂直向随机验收包络幅频曲线对振动试验设备进行验收,测量电流传感器反馈的电流均方根值。
(4)基于推力计算方法为F=MA的垂直向控制包络确定。其中M为垂直向运动部分的总质量;A为振动加速度值。该步骤需根据推力等效的原则确定正弦和随机两项包络。正弦包络主要由航天器产品的质量、垂直向振动台试验系统运动部分质量、垂直向正弦试验能达到的验收包络幅频曲线三者确定;随机包络主要由航天器产品的质量、垂直向振动台试验系统运动部分质量、垂直向随机试验能达到的验收均方根值三者确定。
(5)基于推力计算方法为F=BIL的垂直向控制包络确定。其中B为振动台体内励磁线圈产生的磁场强度;I为振动台动圈中的电流值;L为振动台动圈的线圈长度。该步骤需根据推力等效的原则确定正弦和随机两项包络。
正弦包络确定:产品先进行一次低量级的正弦特征级试验,记录低量级试验时电流传感器反馈的幅频曲线。随后计算振动试验设备垂直向验收时电流幅频曲线和低量级试验电流幅频曲线两者的比值。该比值乘以低量级试验的加速度值即得垂直向试验控制包络。
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