航天员超重训练设备臂架系统模态分析试验研究.pdfVIP

274 现代振动与噪声技术(第4卷) 航天员超重训练设备臂架系统模态分析试验 谭静朱启兵刘进明沈松应明 (北京东方振动和噪声技术研究所，北京，100085) 摘要：本文介绍了对某型号超重训练设备的臂架系统在维修前后的模态试验过程，通过试 验研究了系统刚度变化对系统自振频率的影响，以及环境固紊如地基沉降对系统频率的影响． 关键词：模态分析；系统刚度 modal fbrsomebmchialfhme Abst髓ct：ht11is havebeeⅡca工riedout papcr，也e experiment wtlichisusedfortlleas仃onaut t11e of exceeding change gm“tanOn廿aining．Theproblem血at snffhcss柚denViro啪entalfactors is system affcc吐I唱tlle姻uenciesinvesngated． 8tif血ess Keywords：Ⅱ10dal柚alysis；system 为了研究超重训练设备臂架系统在不同条件下受到激励作用后的共振情况，应航天科技 华集团某研究机构邀请，北京东方振动和噪声技术研究所会同该机构有关同志共同对某型号 超重训练设备臂架系统在维护工作前后分别进行了模态试验，将维护工作前后的动力学特性 数据进行了对比，以分析和评价维护维修对设备动力学特性的影响。 l试验要求 超重训练设备臂架系统包括长臂、叉头、驱动舱、配重舱、转轴和吊舱几个部分，全长 要是垂直方向(z向)和水平方向(1，向)的l阶振型。 2试验设各和连接 本次试验采用北京东方振动和噪声技术研究所研制的便携式DⅣ306型智能信号采集处 理分析系统并辅以其他仪器，系统连接情况如图1所示。 DI税型高弹 性聚能力锤 DⅣ9818型加 速度传感器 到副熏怿 图1试验仪器设备流程示意图 航天员超重训练设备臂架系统模态分析试验 275 3模态分析原理 模态分析的理论基础是在机械阻抗与导纳的概念上发展起来的。十余年来，模态分析理 论吸取了振动理论、信号分析，数据处理、数理统计及自动控制理论中的有关内容，结合自 身内容的发展，形成了一套独特的理论，为模态分析即参数辨识技术的发展奠定了理论基础。 自动控制理论中的传递函数(或频率响应函数)概念的引入，对模态分析理论的发展起着很 大的推动作用。通过传递函数，我们可以得到机械结构振动的固有频率及机械结构各部分的 响应变形，而固有频率和振型一起构成机械的振动模态。人们把通过测量求取振动模态并由 此进一步分折机械动态特性的方法称为模态分析。 一般结构系统可离散为一种具有Ⅳ个自由度的线弹性系统，其运动微分方程为 【肘】似+【c】仁)+陴】缸)={，(f)) (1) 式中，质量、阻尼、刚度矩阵【肘】，[c】，陋】为实对称矩阵，【肼】正定，陋】。【c】正定 或半正定。【肼】，【c】，陋】已知时，可求得一定激励矿(o}下的结构响应{删】，方程(1) 两端经傅氏变换，可得