机载雷达天线座模态分析与试验研究

论文摘要

为提高机载雷达天线座动力特性的研究水平,本文从理论模态分析和试验模态分析两个角度开展天线座的模态分析技术研究工作。本文以模态分析的相关理论为依据,首先研究了机械结构结合部的有限元建模方法。对结合部各种典型连接方式采用不同的建模方法进行理论模态分析,并将仿真结果与试验结果对比,总结出分析精度较高的建模方法,包括合理准确地建立螺栓连接、焊接、铆接、齿轮啮合、轴承连接等结合部的等效动力学模型,确定适合的理论计算法来取得结合部等效动力学参数。在此基础上,对某机载雷达天线座进行了理论模态分析和试验模态分析,两种分析结果的一致性表明：文中所建立的天线座理论模态分析模型具有一定的正确性、合理性,模态分析结果可信；试验模态分析方法可行,没有遗漏低阶模态信息。通过本次课题研究,可以提高理论模态分析的精度,这为准确预估天线座结构谐振频率及结构动态性能优化提供了理论依据。研究了适用于雷达天线座的模态试验方法,总结出试验技术的经验及规律,可以指导类似试验的进行。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究的背景
• 1.2 理论模态分析
• 1.3 试验模态分析
• 1.4 理论——试验模态分析
• 1.5 研究的目的
• 1.6 论文研究内容
• 2 天线座模态分析相关理论
• 2.1 引言
• 2.2 有限元动力学方程
• 2.3 模态分析
• 2.3.1 特征值与特征向量
• 2.3.2 特征值与特征向量的求解方法
• 3 天线座结合部精确建模研究
• 3.1 引言
• 3.2 典型连接方式建模方法概述
• 3.2.1 螺栓连接
• 3.2.2 焊接
• 3.2.3 铆接
• 3.2.4 转动连接
• 3.2.5 粘接
• 3.2.6 齿轮连接
• 3.2.7 轴承连接
• 3.3 典型连接方式模态试验研究
• 3.3.1 试验环境
• 3.3.2 试验件
• 3.3.3 测试数据及分析
• 3.4 计算结果与试验结果对比
• 3.4.1 整体加工成型件仿真与对比
• 3.4.2 焊接件仿真与对比
• 3.4.3 螺栓连接件仿真与对比
• 3.4.4 铆接件螺钉连接件仿真与对比
• 3.5 本章小结
• 4 天线座理论模态分析
• 4.1 引言
• 4.2 天线座力学模型建立
• 4.2.1 天线座拓扑关系
• 4.2.2 天线座物理模型与单元形状的选择
• 4.2.3 单元质量
• 4.2.4 天线座网格划分
• 4.2.5 螺栓连接的建模
• 4.2.6 齿轮的建模
• 4.2.7 轴承的建模
• 4.3 天线座理论模态分析与结果
• 4.4 本章小结
• 5 天线座试验模态分析
• 5.1 LMS TEST.LAB系统简介
• 5.2 试验原理
• 5.3 试验准备
• 5.3.1 试验设备连接
• 5.3.2 粘贴振动传感器
• 5.4 振动模态试验
• 5.4.1 运行程序
• 5.4.2 建模
• 5.4.3 设置测试通道
• 5.4.4 冲击量程设置
• 5.4.5 加窗
• 5.4.6 锤击模态测试
• 5.5 模态数据分析
• 5.5.1 选定传递函数
• 5.5.2 选择模态分析数据源
• 5.5.3 传递函数数据处理
• 5.5.4 振型展示及输出
• 5.6 模态试验结果
• 5.6.1 试验结果
• 5.6.2 模态振型
• 5.7 数据分析与对比
• 5.8 本章小结
• 6 研究总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献