[发明专利]一种设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法

说明书

本发明公开了一种设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法，其步骤为：S1、对每个橡胶减振器进行六向刚度阻尼模型构建并定义物理参数；S2、构建惯性坐标系、惯导坐标系以及减振器坐标系，并定义各坐标系间关系；S3、定义系统物理参数、运动学参数、外界激励和缓冲效果；S4、构建吊篮式缓冲装置的六自由度动力学方程；S5、根据外界冲击计算得到精密仪器三向加速度的最大值，求得吊篮式缓冲基座的三向缓冲效果；该方法计算简便，易于操作，结果准确性和可靠性高，不需要制造出实际的装置，也不需要进行复杂的试验，在设计阶段就能确定吊篮式缓冲装置缓冲效果，缩短了吊篮式缓冲装置的设计周期并降低了吊篮式缓冲装置的试验风险。

技术领域

本发明涉及吊篮式缓冲装置技术领域，特别涉及一种设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法。

背景技术

精密仪器需要一个良好的使用环境才能发挥其最大精度，但在实际使用中，安装于军用载体上的精密仪器往往受到远超其工作承受能力的大冲击的威胁，为了避免大冲击对精密仪器造成精度降低或者破坏，需要为精密仪器设计并配备缓冲装置来衰减大冲击对其的影响。考虑到衰减大冲击的要求以及空间体积的限制，已公开专利CN20248550U提供了一种精密仪器用衰减大冲击的缓冲装置，该实用新型采用吊篮式支架和橡胶减振器组合的结构，将精密仪器负载的重心和橡胶减振器阵列重合，减小单方向的冲击对其他方向的耦合作用。而已公开专利CN20248550U提供的吊篮式缓冲装置已经广泛应用于军用载体的精密仪器上。

随着精密仪器可靠性设计要求的深入推进，吊篮式缓冲装置的缓冲效果的确定是确认精密仪器在大冲击环境下能可靠工作的重要评定工作。目前，主要采用试验的方法确定吊篮式缓冲装置的缓冲效果，具体方法为：设计并制造好吊篮式缓冲基座后，将吊篮式缓冲基座安装于冲击台上，并将精密仪器安装在吊篮式缓冲基座，在冲击台台面和精密仪器上分别贴有加速度传感器，控制冲击台给吊篮式缓冲基座大冲击，通过采集冲击台台面和精密仪器上的加速度传感器信号，得到吊篮式缓冲装置的缓冲效果。试验法能较客观真实地反应吊篮式缓冲基座的缓冲效果，但其缺点明显：周期长，且若设计不当将破坏吊篮式缓冲装置甚至精密仪器。因此，为缩短周期和减小试验风险，必须在设计阶段进行吊篮式缓冲装置的缓冲效果确定。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决上述技术问题实现设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法。

为此，本发明技术方案如下：

一种设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法，步骤如下：

S1、对每个橡胶减振器进行六向刚度阻尼模型构建，并定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的物理参数，包括其三个线性方向的刚度和阻尼、及三个扭转方向的刚度和阻尼；

S2、构建惯性坐标系、精密仪器坐标系以及减振器坐标系，并定义各坐标系之间的关系；

S3、定义系统物理参数，包括精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合重量，精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于精密仪器坐标系的转动惯量，吊篮式缓冲装置相对于精密仪器坐标系的阻尼矩阵，以及吊篮式缓冲装置相对于精密仪器坐标系的刚度矩阵；定义运动学参数，包括精密仪器相对吊篮式缓冲装置底座的位移分量、以及精密仪器相对吊篮式缓冲装置底座的旋转角度分量；定义外界激励由外界运动输入的各分量组成；基于外界的冲击一般通过线性运动传递到吊篮式缓冲装置上定义缓冲效果，包括x向缓冲效果为x向精密仪器最大加速度与外界x向线性加速度最大值的比值，y向缓冲效果为y向精密仪器最大加速度与外界y向线性加速度最大值的比值，z向缓冲效果为z向精密仪器最大加速度与外界z向线性加速度最大值的比值；

S4、基于步骤S3定义的系统物理参数、系统运动学参数和外界激励，构建吊篮式缓冲装置的六自由度动力学方程；

S5、根据外界冲击计算得到精密仪器三向加速度的最大值，求得吊篮式缓冲基座的x向缓冲效果，吊篮式缓冲基座的y向缓冲效果和吊篮式缓冲基座的z向缓冲效果。