[发明专利]一种蓄压器膜盒随机振动试验条件设计方法及装置

说明书

本发明提供了一种蓄压器膜盒随机振动试验条件设计方法及装置，包括：获取蓄压器膜盒与蓄压器壳体安装界面高频振动加速度飞行遥测时域数据；选取多段飞行平稳段时域数据进行带通滤波，并作功率谱密度处理分析；将多段飞行平稳段功率谱密度数据作最大包络处理；基于飞行平稳段功率谱密度最大包络数据，设计验收级随机振动试验条件；基于验收级随机振动试验条件，确定鉴定级随机振动试验条件，完成蓄压器膜盒随机振动试验条件设计。本发明通过设计得到蓄压器膜盒单独开展地面振动试验时的随机振动试验条件，可改善蓄压器整体进行地面振动试验带来的蓄压器膜盒过试验情况，降低蓄压器膜盒的结构设计难度和地面过试验风险。

技术领域

本发明属于运载火箭技术领域，特别涉及一种蓄压器膜盒随机振动试验条件设计方法及装置，通过设计得到蓄压器膜盒单独开展地面振动试验时的随机振动试验条件，可改善蓄压器整体进行地面振动试验带来的蓄压器膜盒过试验情况，降低蓄压器膜盒的结构设计难度和地面过试验风险。

背景技术

蓄压器是运载火箭动力系统中的重要单机设备，在运载火箭主动飞行阶段，蓄压器会承受来自于发动机工作全程产生的持续高频(20～2000Hz)随机振动环境。因此在蓄压器进行结构方案设计时，需要根据运载总体给出的高频随机振动环境条件开展相应的抗力学环境分析设计，并通过地面力学试验的考核，以保证蓄压器具有相应的飞行高频随机振动环境适应性。因此运载总体给出的蓄压器随机振动试验条件合理性对蓄压器的设计研制具有重要的影响。

运载火箭总体通常基于蓄压器壳体下端面与箭体安装界面进行高频(20～2000Hz)振动试验条件设计，由于蓄压器安装于发动机推进剂入口处，受到发动机工作期间全程持续激励作用，因而力学环境较为恶劣。蓄压器在完成方案设计之后，需要按运载火箭总体给定的高频振动试验条件进行地面振动试验考核验证。由于地面试验状态与飞行状态约束边界存在差异，造成蓄压器在地面振动试验状态下其内部关键位置相对壳体下端面的响应放大要比飞行状态下大的多，尤其是蓄压器上非常重要的膜盒组件，对振动环境极为敏感，过大的振动环境激励下膜盒组件容易发生结构破坏。因此蓄压器现有试验状态下其膜盒组件存在严酷的过试验考核现象，同时进一步导致了膜盒组件的设计难度。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种蓄压器膜盒随机振动试验条件设计方法及装置，通过设计得到蓄压器膜盒单独开展地面振动试验时的随机振动试验条件，可改善蓄压器整体进行地面振动试验带来的蓄压器膜盒过试验情况，降低蓄压器膜盒的结构设计难度和地面过试验风险。

本发明提供的技术方案如下：

第一方面，一种蓄压器膜盒随机振动试验条件设计方法，包括如下步骤：

根据运载火箭飞行遥测数据，得到蓄压器膜盒与蓄压器壳体安装界面高频振动加速度飞行遥测时域数据；

基于蓄压器膜盒与蓄压器壳体安装界面高频振动加速度飞行遥测时域数据，选取多段飞行平稳段时域数据进行带通滤波，将滤波后的数据作功率谱密度处理分析；

将多段飞行平稳段功率谱密度数据作最大包络处理，得到飞行平稳段功率谱密度最大包络数据；

基于飞行平稳段功率谱密度最大包络数据，设计验收级随机振动试验的功率谱密度量级，并规定验收级随机振动时间；

将验收级随机振动试验的功率谱密度量级乘以安全系数，作为鉴定级随机振动试验的功率谱密度量级，并规定鉴定级随机振动时间，完成蓄压器膜盒随机振动试验条件设计。

第二方面，一种蓄压器膜盒随机振动试验条件设计装置，包括：

第一模块，用于根据运载火箭飞行遥测数据，得到蓄压器膜盒与蓄压器壳体安装界面高频振动加速度飞行遥测时域数据；

第二模块，用于基于蓄压器膜盒与蓄压器壳体安装界面高频振动加速度飞行遥测时域数据，选取多段飞行平稳段时域数据进行带通滤波，将滤波后的数据作功率谱密度处理分析；