复合材料整星隔振器隔振性能分析

论文摘要

目前,卫星与火箭的联接方式通常是采用适配器,其刚度较大,阻尼小,环境载荷直接从星箭界面传递到卫星。在卫星发射主动阶段,卫星周围的环境是非常恶劣的,此时如采用隔振器对其进行隔振,对卫星成功完成任务来讲是有着相当大的作用。本文主要是在金属材料隔振器基础上进一步研究纤维铺设角度和结构参数变化对复合材料隔振器隔振性能影响规律,以及复合材料隔振器的工艺实现。理论上根据复合材料力学理论以及有限元方法,分析复合材料圆环板的振动性能特性,得到了计算复合材料圆环板的固有频率的新方法,只需将满足具体满足边界条件的形函数代入等式,即可得到圆环板的固有频率。有限元计算采用NASTRAN软件来进行分析,根据复合材料整星隔振器的结构建立模型,计算出复合材料整星隔振器的固有频率,阻尼比和横纵固有频率比。研究了复合材料整星隔振器纤维铺设角度对隔振器刚度的影响规律以及复合材料整星隔振器中上下板,内外法兰以及内外肋板的厚度对隔振器刚度,阻尼比的影响规律。在复合材料连接方面,得到复合材料层合板的连接方法,主要是胶接方法中胶粘剂的选择,以及在使用条件下的胶层温度、湿度以及连接尺寸等方面的参考要素。同时得到了复合材料层合板的静强度分析方法,在实际连接过程中,给出复合材料隔振器各复合材料层合板部件的具体使用强度要求即可得到满足其要求的连接方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 整星隔振概念
• 1.3 整星隔振国内外现状
• 1.4 复合材料发展现状
• 1.5 本文主要研究内容
• 第2章 多自由度模态分析
• 2.1 一般粘性阻尼系统
• 2.2 一般结构阻尼系统
• 2.3 本章小结
• 第3章 复合材料圆环板的振动特性
• 3.1 引言
• 3.2 复合材料力学弹性理论
• 3.2.1 各向异性弹性体的应力应变关系
• 3.3 有限元能量方法
• 3.3.1 瑞利法
• 3.3.2 里兹法
• 3.4 薄板平面坐标系转换
• 3.5 圆环薄板边界条件
• 3.6 正交各向异性圆形薄板固有频率计算
• 3.7 本章小结
• 第4章 复合材料隔振器结构材料参数影响研究
• 4.1 引言
• 4.2 锥壳适配器隔振性能分析
• 4.2.1 锥壳适配器建模
• 4.2.2 数值模拟计算结果
• 4.2.3 锥壳适配器的锥角对隔振性能影响分析
• 4.3 复合材料圆盒隔振器隔振性能分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 复合材料圆盒隔振器层合板的连接
• 5.1 引言
• 5.2 复合材料的连接方式
• 5.2.1 胶接
• 5.2.2 机械连接
• 5.2.3 混合连接
• 5.2.4 连接方式选取
• 5.3 胶接方法设计
• 5.3.1 胶接设计原则
• 5.3.2 胶接易发生的破坏模式
• 5.3.3 胶接基本连接方式
• 5.3.4 胶接影响因素
• 5.3.5 胶接剂的选择
• 5.3.6 单连接强度分析
• 5.3.7 双搭接强度分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢