基于经典层合板理论的运载火箭动特性梁模型研究

1

作者 罗震宇 邱静宇 +3 位作者 周遇仁 刘建 狄文斌 冀宾 《强度与环境》 2025年第1期1-8,共8页

针对不同蒙皮加筋结构的运载火箭动特性快速预测问题,基于经典层合板理论,建立一种考虑火箭筒段细节尺寸的运载火箭等效梁模型,用于快速预测运载火箭的动特性。该梁模型中,不同的筋条形式(正交筋、三交筋、桁条)被当作不同刚度的铺层,... 针对不同蒙皮加筋结构的运载火箭动特性快速预测问题,基于经典层合板理论,建立一种考虑火箭筒段细节尺寸的运载火箭等效梁模型,用于快速预测运载火箭的动特性。该梁模型中,不同的筋条形式(正交筋、三交筋、桁条)被当作不同刚度的铺层,在蒙皮上进行“平铺堆叠”。使用典型筒段的有限元模型和全箭试验结果验证该等效梁模型的计算偏差。结果表明,该梁模型在一阶弯曲、扭转、纵向模态频率计算上均具有较高的精度。最后,通过有限元模型反推梁截面属性发现,该梁模型的主要误差来源为箭体几何尺寸的偏差和刚度系数矩阵的精度。 展开更多

关键词 运载火箭 动特性 梁模型 蒙皮加筋 蒙皮桁条

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推进剂与贮箱液固耦合振动的动力学分析 被引量：14

2

作者 朱琳 唐国安 +2 位作者 柳征勇 刘靖华 狄文斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期139-143,共5页

分析液体燃料运载火箭的推进剂及贮箱的耦合振动时,为了精确建模、工程化快速计算及为火箭整体系统提供液固耦合燃料系统等效模态参数,根据有限元方法得到包含液体节点压力和结构节点位移的非对称形式的耦合动力学方程组,将表征液体运... 分析液体燃料运载火箭的推进剂及贮箱的耦合振动时,为了精确建模、工程化快速计算及为火箭整体系统提供液固耦合燃料系统等效模态参数,根据有限元方法得到包含液体节点压力和结构节点位移的非对称形式的耦合动力学方程组,将表征液体运动的节点压力缩聚到液体自由面,使得方程对称化。通过等价Laplace方程边值问题的求解,得到耦合动力学方程中液体对结构的附加质量矩阵、附加刚度矩阵及耦合项。简易贮箱液固耦合模态分析的算例结果表明,该分析方法能够精确、快速地获得液固耦合系统的模态频率等动力学特性。从而使得高效率的液固耦合动力学分析在工程上应用成为可能,并为运载火箭等复杂液固耦合结构的有限元建模由简化模型向三维精确模型建立和工程化应用建立了基础。 展开更多

关键词 液固耦合 推进剂 贮箱 模态分析 动力学分析

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整星隔振技术的原理分析 被引量：8

3

作者 周劭翀 王皓 +4 位作者 高剑 陈健 狄文斌 刘靖华 唐国安 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1752-1755,共4页

用刚度—质量—阻尼模型分析在地面振动试验条件下带隔振器的卫星振动传递函数,得到隔振前后振动传递函数与卫星模态阻尼、卫星频率下降率和隔振器损耗因子的关系。据此关系,从抑制共振响应峰值和隔离中高频振动两方面提出了整星隔振器... 用刚度—质量—阻尼模型分析在地面振动试验条件下带隔振器的卫星振动传递函数,得到隔振前后振动传递函数与卫星模态阻尼、卫星频率下降率和隔振器损耗因子的关系。据此关系,从抑制共振响应峰值和隔离中高频振动两方面提出了整星隔振器刚度和阻尼设计的若干准则。 展开更多

关键词 卫星 隔振 振动

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固体火箭发动机试验模态分析

4

作者 张永亮 贾亮 +2 位作者 狄文斌 任冬辉 韩铭 《弹箭与制导学报》 北大核心 2023年第1期104-110,共7页

针对某大型分段式固体火箭发动机试验模态分析,试验结果出现了直观“不平衡”的扭转振型,通过数据分析结合试验模型的可观测性状和固体发动机的结构形式,认为药柱的弹性特性影响是主要因素。由于固体火箭发动机是密封充压结构,用于保护... 针对某大型分段式固体火箭发动机试验模态分析,试验结果出现了直观“不平衡”的扭转振型,通过数据分析结合试验模型的可观测性状和固体发动机的结构形式,认为药柱的弹性特性影响是主要因素。由于固体火箭发动机是密封充压结构,用于保护药柱,因此不能对药柱粘贴测点进行验证测试。为此建立固体发动机对比仿真模型,并基于试验数据对仿真模型进行了修正,然后按照模态试验的激振方式进行谐响应分析。分析结果验证了直观“不平衡”的扭转振型,证明了药柱的弹性特性是导致上述现象的原因。当固体火箭发动机直径增加,装药量也将大幅增加,低刚度和粘弹性特性固体推进剂的弹性特性将对整体弹性特性的影响将不可忽视,因此针对大型固体火箭发动机提出了试验模态分析药柱的测量和激振要求。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 分段式 试验模态分析 药柱

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液体运载火箭纵向振动结构动力学模型应用研究 被引量：3

5

作者 狄文斌 唐玉花 《强度与环境》 2015年第6期1-10,共10页

在液体运载火箭结构动力学工程研制设计中,为了进行POGO分析和星箭耦合载荷仿真预示,一般需要进行运载火箭纵向结构动力学模型的建立及其纵向动力学特性计算,建模过程中重点关注环节是加注液体推进剂的贮箱的简化建模,为了克服MSC.Nast... 在液体运载火箭结构动力学工程研制设计中,为了进行POGO分析和星箭耦合载荷仿真预示,一般需要进行运载火箭纵向结构动力学模型的建立及其纵向动力学特性计算,建模过程中重点关注环节是加注液体推进剂的贮箱的简化建模,为了克服MSC.Nastran虚质量法计算耗时长的劣势和单质量块简化模型高阶频率计算精度较差的缺点,基于文献方法进行了多质量块简化模型的推导和建立,通过算例表明,采用多质量块简化模型在保证计算精度的同时,可以大大提高计算效率。 展开更多

关键词 液体运载火箭 纵向振动 结构动力学 多质量块模型

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液体运载火箭充液贮箱箱底纵向刚度数值求解 被引量：1

6

作者 狄文斌 张锦 +1 位作者 罗寅 唐玉花 《强度与环境》 2017年第5期34-40,共7页

基于弹簧—质量简化模型进行液体运载火箭充液贮箱纵向结构动力学建模分析时,需要考虑贮箱箱底的刚度影响,Larry D.Pinson基于线性薄膜理论推导了充液贮箱椭球箱底的纵向刚度模型,本文基于有限元方法进行了贮箱箱底刚度的数值求解,计算... 基于弹簧—质量简化模型进行液体运载火箭充液贮箱纵向结构动力学建模分析时,需要考虑贮箱箱底的刚度影响,Larry D.Pinson基于线性薄膜理论推导了充液贮箱椭球箱底的纵向刚度模型,本文基于有限元方法进行了贮箱箱底刚度的数值求解,计算结果与文献方法进行了比较,计算结果一致,同时数值求解方法可以较好地解决厚度不均匀以及异型的贮箱箱底的刚度求解。 展开更多

关键词 液体运载火箭 纵向振动 贮箱底

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液体运载火箭一维纵横扭一体化建模技术 被引量：10

7

作者 唐玉花 狄文斌 刘靖华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期89-96,共8页

提出一种新的液体运载火箭一维纵横扭一体化模型建模方法,在传统的横向和扭转振动一维梁模型基础上,融入了纵向弹簧-质量模型,并引入了多液体质量块纵向弹簧-质量模型。将该建模方法应用于某型运载火箭液体助推器,通过与试验值的比较证... 提出一种新的液体运载火箭一维纵横扭一体化模型建模方法,在传统的横向和扭转振动一维梁模型基础上,融入了纵向弹簧-质量模型,并引入了多液体质量块纵向弹簧-质量模型。将该建模方法应用于某型运载火箭液体助推器,通过与试验值的比较证明:该一维纵横扭一体化模型可同时计算横向、纵向和扭转模态及耦合模态,横向、纵向和扭转频率的计算精度较高,满足工程应用要求。同时,增加液体质量块的数量可以提高纵向频率的计算精度,然而当贮箱内液体较少时,增加液体质量块的数量并不能改善计算结果的精度。 展开更多

关键词 液体运载火箭 动特性 一维纵横扭一体化模型 多液体质量块

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动载荷反演分析技术研究综述 被引量：16

8

作者 毛玉明 林剑锋 +1 位作者 刘靖华 狄文斌 《动力学与控制学报》 2014年第2期97-104,共8页

介绍了动载荷反演分析技术工程应用背景,综述了动载荷反演分析理论研究的最新进展.从动载荷反演分析理论、工程应用等方面回顾了动载荷反演分析技术的发展历程,探讨了动载荷反演分析研究中存在的关键科学问题,对动载荷反演分析技术应用... 介绍了动载荷反演分析技术工程应用背景,综述了动载荷反演分析理论研究的最新进展.从动载荷反演分析理论、工程应用等方面回顾了动载荷反演分析技术的发展历程,探讨了动载荷反演分析研究中存在的关键科学问题,对动载荷反演分析技术应用于实际工程,后续需要进一步开展的研究方向进行了展望. 展开更多

关键词 动载荷反演 结构动力学 反问题 奇异值分解 正则化技术

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新一代火箭卫星整流罩的模态特性分析、试验与模型修正 被引量：6

9

作者 朱春艳 臧旭 +2 位作者 张锦 刘松 狄文斌 《动力学与控制学报》 2017年第6期544-549,共6页

针对全透波段非金属夹层结构的新一代运载火箭卫星整流罩,建立有限元模型,计算了半罩在不同边界条件下的模态特性.地面模态试验中,采用垂直悬挂和置于海绵垫上多种方式模拟自由边界条件,基于频响函数和特征值、特征向量辨识半罩模态,基... 针对全透波段非金属夹层结构的新一代运载火箭卫星整流罩,建立有限元模型,计算了半罩在不同边界条件下的模态特性.地面模态试验中,采用垂直悬挂和置于海绵垫上多种方式模拟自由边界条件,基于频响函数和特征值、特征向量辨识半罩模态,基于试验结果采用模型缩聚迭代算法对仿真计算模型进行模型修正,得到高精度的可供全箭动力学分析和整流罩分离分析使用的有限元模型. 展开更多

关键词 新一代运载火箭 非金属夹层整流罩 结构动力学 模态试验 模型修正

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考虑模型误差的动载荷反演问题研究 被引量：3

10

作者 毛玉明 陈健 +1 位作者 刘靖华 狄文斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第24期16-19,共4页

动载荷反演分析技术应用于实际工程,除了受到测量响应中存在的测量误差影响外,还受到数值仿真模型与实际工程模型之间差异的影响,针对这一问题建立了考虑模型误差的动载荷反演时域分析模型,并提出了基于总体最小二乘的正则化求解方法。... 动载荷反演分析技术应用于实际工程,除了受到测量响应中存在的测量误差影响外,还受到数值仿真模型与实际工程模型之间差异的影响,针对这一问题建立了考虑模型误差的动载荷反演时域分析模型,并提出了基于总体最小二乘的正则化求解方法。数值仿真表明,所提出的方法可以降低模型误差和响应噪声带来的影响。 展开更多

关键词 动载荷识别 结构动力学 反问题 总体最小二乘法

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固液捆绑火箭星箭耦合分析技术研究 被引量：1

11

作者 刘佳俊 毛玉明 +2 位作者 博伟 李鑫 狄文斌 《上海航天（中英文）》 CSCD 2022年第5期66-70,共5页

新一代中型固液捆绑火箭频率低、模态密、全箭动力学特性复杂,助推与芯级之间的力的传递特性在纵横扭方向存在耦合,传统纵横向分离的星箭耦合分析方法无法准确预示星箭界面力学环境。本文针对固液捆绑火箭的特点,建立了星箭耦合系统纵... 新一代中型固液捆绑火箭频率低、模态密、全箭动力学特性复杂,助推与芯级之间的力的传递特性在纵横扭方向存在耦合,传统纵横向分离的星箭耦合分析方法无法准确预示星箭界面力学环境。本文针对固液捆绑火箭的特点,建立了星箭耦合系统纵横扭一体化有限元模型;根据火箭飞行特定设计工况建立具有时变飞行特征的外力函数,对火箭特征工况进行了瞬态响应分析;通过子结构内力恢复对固液捆绑火箭的星箭界面力学环境进行了准确预示,具有较高的工程应用价值。 展开更多

关键词 固液捆绑火箭 星箭耦合分析 纵横扭一体化 时变外力函数 子结构内力恢复

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空间实验室大面积太阳电池阵技术研究 被引量：9

12

作者 李瑞祥 王治易 +2 位作者 肖杰 狄文斌 肖余之 《上海航天》 2003年第4期10-14,共5页

介绍了空间实验室大面积太阳电池阵的方案构型 ,并进行了模态分析、热结构耦合分析和动力学仿真分析。生产出了全尺寸的集成演示样机 ,进行了展开试验、主展开机构的模态试验 ,以及半刚性太阳电池板和二自由度驱动机构的振动试验。计算... 介绍了空间实验室大面积太阳电池阵的方案构型 ,并进行了模态分析、热结构耦合分析和动力学仿真分析。生产出了全尺寸的集成演示样机 ,进行了展开试验、主展开机构的模态试验 ,以及半刚性太阳电池板和二自由度驱动机构的振动试验。计算和试验结果表明 。 展开更多

关键词 空间实验室 太阳电池阵 振动试验 设计 展开结构

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运载火箭结构动力学建模技术发展现状及展望 被引量：2

13

作者 孙丹 毛玉明 +1 位作者 狄文斌 郑威 《中国航天》 2022年第9期26-30,共5页

运载火箭是进行空间探索的重要运输工具,其发展水平是国家综合国力体现的重要标志。运载火箭结构动力学建模是运载火箭总体设计的核心关键技术,是火箭载荷环境设计、姿态稳定控制系统设计、结构振动与推进系统相互耦合产生的自激振动(PO... 运载火箭是进行空间探索的重要运输工具,其发展水平是国家综合国力体现的重要标志。运载火箭结构动力学建模是运载火箭总体设计的核心关键技术,是火箭载荷环境设计、姿态稳定控制系统设计、结构振动与推进系统相互耦合产生的自激振动(POGO)稳定性设计的重要基础和依据,在运载火箭总体设计中占据着重要地位。国内外运载火箭型号研制中都将运载火箭结构动力学建模技术作为重要研究内容进行技术攻关研究。 展开更多

关键词 空间探索 运载火箭 动力学建模 姿态稳定控制 POGO 运输工具 稳定性设计 自激振动

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