复杂航天器结构火工冲击环境预示方法研究

作     者：赵宏达 丁继锋 郝志伟 刘伟 孙毅 刘一志 ZHAO Hong-da;DING Ji-feng;HAO Zhi-wei;LIU Wei;SUN Yi;LIU Yi-zhi

作者机构：哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 北京空间飞行器总体设计部北京100094 

出 版 物：《宇航学报》 (Journal of Astronautics)

年 卷 期：2020年第41卷第1期

页      面：35-43页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(11602073) 

主　　题：复杂卫星结构 火工冲击 有限元-统计能量分析(FE-SEA) 虚拟模态综合(VMSS) 整星火工分离试验 

摘      要：针对复杂航天器结构在宽频、瞬态火工冲击载荷激励下其响应难以预示的问题,以某型复杂卫星结构为研究对象开展了火工冲击环境预示方法研究。首先,推导了基于加速度频响函数(FRF)的虚拟模态综合法(VMSS)的理论公式。对于复杂卫星结构各子系统动力学特性存在较大差异的特点,建立了有限元-统计能量分析(FE-SEA)混合模型,并进行响应计算,获得了加速度频响包络曲线及模态数曲线,为虚拟模态综合法的响应预示提供输入。然后,对复杂卫星结构推进舱底板和侧板的火工冲击响应进行了计算分析。最后,将计算结果与整星火工分离冲击试验结果对比发现两者基本保持一致。研究结果表明,联合FE-SEA混合建模技术和虚拟模态综合法能够对复杂卫星结构火工冲击环境进行较为精确地预示。