太陽能電池板聲振環(huán)境載荷等效方法研究.pdf

1、近年來我國的航天事業(yè)得到長足的發(fā)展，隨著探索太空的步伐不斷加快，對航天器的研發(fā)提出了更高的要求。具體體現(xiàn)在“快、好、省”三個字，用盡可能短的研發(fā)周期、設(shè)計出可靠性足夠好的航天器，并且盡可能減少設(shè)計研發(fā)和試驗的成本。研究表明，航天器在發(fā)射階段承受到非常嚴(yán)酷的環(huán)境載荷，為了驗證航天器結(jié)構(gòu)的可靠性，必須在研制過程中進行地面試驗。根據(jù) NASA統(tǒng)計，地面試驗成本占整個研發(fā)成本的35％，其中又以地面聲學(xué)試驗為最高。除此之外，由于大量柔性構(gòu)件的存在

2、，給地面振動試驗帶來了諸多困難。不同形式載荷試驗之間的可替代性成為解決這些問題的關(guān)鍵技術(shù)。
　　本文從小阻尼單自由度系統(tǒng)出發(fā)，分析正弦掃描激勵、隨機振動和混響聲場激勵的動力學(xué)特性，以加速度響應(yīng)為等效準(zhǔn)則，建立了正弦掃描激勵與隨機振動激勵、隨機振動激勵與混響聲場激勵的等效關(guān)系。提出了正弦掃描激勵、隨機振動激勵、噪聲激勵等效載荷計算方法。
　　以某型號衛(wèi)星的太陽能電池板為對象，建立基于等效理論的太陽能電池板有限元仿真分析模型，并

3、與真實結(jié)構(gòu)模型進行對比，分析了三種等效理論與真實結(jié)構(gòu)的誤差，提出了太陽能電池板蜂窩夾層板等效力學(xué)模型計算方法，為太陽能電池板的聲振載荷等效研究奠定了基礎(chǔ)。
　　研究了太陽能電池板在隨機振動、噪聲激勵以及等效激勵下的加速度響應(yīng)。采用線性疲勞損傷累積理論，結(jié)合 S-N曲線，對太陽能電池板在等效激勵下的疲勞損傷和壽命進行了預(yù)測分析。研究結(jié)果表明：等效正弦激勵的加速度響應(yīng)誤差控制在10%左右，而等效隨機振動的加速度響應(yīng)誤差控制在15%，說