航天器与运载火箭耦合分析相关技术研究进展

本文以载荷分析为主要内容,概述航天飞行器结构动力学研究的一些进展.首先介绍航箭(航天器/运载火箭简称为航箭)耦合系统载荷分析基本思想.然后介绍以下3个方面的载荷分析方法(1)采用基础激励理论初始载荷分析的近似方法;(2)考虑航箭耦合影响的航天器/运载耦合系统分支模态综合法.导出采用约束模态质量界面加速度的航天器载荷计算方法;当仅考虑静定约束特殊情况时,退化的方程与Chen采用有限元法导出的方程相同.给出新航天器载荷瞬态分析技术,即一个以前的航天器/运载耦合系统载荷结果可以用来获得相同运载火箭发射一个新航天器结构的必要的载荷信息.(3)考虑航箭耦合影响的航天器/运载耦合系统模态综合法.包括固定界面模态综合法,以及航天器/运载耦合的界面综合动态响应计算新方法.最后,介绍验证载荷分析技术.简要讨论验证技术的重要性,提出了采用试验与理论相结合的结构动态试验仿真技术,该方法包括了一套修正数学模型的新技术,称之为子结构试验建模综合技术.该方法已应用于复杂的结构建模.在进行CZ-2E运载火箭实尺模态试验之前,用建议的模态试验仿真技术给出CZ-2E模态参数的预示结果,并与随后获得的实际模态试验结果相比,两个结果彼此之间高度一致.这个结果证明了模态试验仿真技术已成功地预示了CZ-2E运载火箭的模态参数,验证了建议的模态试验仿真技术的可靠性.讨论了振动台振动试验仿真技术.介绍了振动台振动试验仿真的几个关键技术.包括有限元模型修正技术,40t振动台系统台面控制仿真方法和D卫星振动台振动试验仿真.