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星载阵列天线型面优化调节方法研究

空间控制技术与应用 2022年第4期48卷 96-103页

作者：陈夜彭海阔李奇张如变王萌上海卫星工程研究所上海201109

星载天线的型面精度是保证其工作性能的关键因素.随着天线尺寸的增大,传统的型面精度被动控制方法已难以满足高精度、高分辨率对地观测卫星的需求.本文提出了一种天线型面优化调节方案,在天线背面布置若干作动器作为调节机构,采用优化... 详细信息

星载天线的型面精度是保证其工作性能的关键因素.随着天线尺寸的增大,传统的型面精度被动控制方法已难以满足高精度、高分辨率对地观测卫星的需求.本文提出了一种天线型面优化调节方案,在天线背面布置若干作动器作为调节机构,采用优化调节算法分配作动器的位移量,以实现最优的型面精度调节.通过建立一个由温度加载系统、型面测量系统和调节控制系统组成的型面调节模拟试验系统,开展了均温50℃、均温75℃和梯度温度3种温度工况下的型面调节试验.经测试,调节后的天线型面误差降低了60%以上,型面误差RMS值达到30μm以内,为优化调节技术在卫星型号上的推广应用提供了依据.

关键词：星载天线型面精度优化调节模拟试验系统

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多柔性附件卫星热致振动特性研究

航天器工程 2022年第2期31卷 78-84页

作者：陈夜王开浚沈海军张雷霆彭海阔上海卫星工程研究所上海201109

空间环境的温度突变是诱发卫星柔性结构振动的重要因素,对卫星的稳定度与有效载荷的性能带来不利影响。为研究进、出地影期间的温度突变在多柔性附件卫星上产生的振动效应,文章分析了热致动力学基本方程,提出了振动响应的解耦分析方法... 详细信息

空间环境的温度突变是诱发卫星柔性结构振动的重要因素,对卫星的稳定度与有效载荷的性能带来不利影响。为研究进、出地影期间的温度突变在多柔性附件卫星上产生的振动效应,文章分析了热致动力学基本方程,提出了振动响应的解耦分析方法。以某遥感卫星为背景,建立了整星级有限元模型,以卫星进、出地影期间的动态温度场为载荷条件,运用ABAQUS软件隐式动力学模块开展动态响应分析,发现卫星在出地影后发生了明显的热致振动,其中高精度平面阵天线上的最大振幅约3μm,振幅在800 s内衰减了90%。为辨识振动的频率组成与源头,采用快速傅里叶变换将振动时域响应转换到频域,发现抛物面天线的弯曲振动在其他附件上产生了牵连振动,若要进一步提高平面阵天线的稳定性,应同时考虑柔性伸展臂与抛物面天线的振动抑制。

关键词：卫星柔性附件有限元热致振动

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基于损伤因子的板架结构损伤识别方法研究

振动与冲击 2010年第12期29卷 22-25页

作者：徐峰彭海阔孟光上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

用基于损伤因子的损伤识别方法对板架结构损伤进行识别。先将板架结构简化为多个板的组合;基于损伤前后模态振型从应变能角度推导损伤因子的表达式,用通用有限元软件ANSYS计算两种损伤工况下损伤前后的模态振型,再用B样条法拟合损伤因... 详细信息

用基于损伤因子的损伤识别方法对板架结构损伤进行识别。先将板架结构简化为多个板的组合;基于损伤前后模态振型从应变能角度推导损伤因子的表达式,用通用有限元软件ANSYS计算两种损伤工况下损伤前后的模态振型,再用B样条法拟合损伤因子曲面从而对损伤的位置进行识别。最后用实验验证了该方法。该方法对于识别板架结构的单个损伤具有较好的可靠性,并可以为识别多损伤位置提供较好的方法指导。

关键词：损伤识别板架结构模态振型损伤因子

基于实测数据的卫星公路运输动力学特性仿真分析方法

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航天器环境工程 2022年第6期39卷 557-561页

作者：王开浚陈夜马超张如变彭海阔上海卫星工程研究所上海201109

为解决卫星运输跑车试验耗时耗力的问题,采用仿真方法研究了卫星在公路运输过程中的动力学特性。先基于大量实测数据,建立仿真分析输入谱;再通过Patran/Nastran有限元软件建立包装箱–卫星的联合仿真模型,对经过组合体模态试验修正后的... 详细信息

为解决卫星运输跑车试验耗时耗力的问题,采用仿真方法研究了卫星在公路运输过程中的动力学特性。先基于大量实测数据,建立仿真分析输入谱;再通过Patran/Nastran有限元软件建立包装箱–卫星的联合仿真模型,对经过组合体模态试验修正后的模型进行了模态分析和随机振动响应分析,得到了模型的前6阶模态振型以及关键部位的加速度和应力响应RMS值。结果表明:联合仿真模型各部位的应力RMS值远低于材料屈服极限,卫星结构具有足够的安全裕度。该仿真分析方法可以准确有效地分析卫星在运输过程中经受的力学环境,为卫星结构及包装箱设计提供依据。

关键词：卫星公路运输力学环境随机振动响应

基于谱元法的梁结构中Lamb波传播特性研究

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噪声与振动控制 2009年第6期29卷 62-66页

作者：彭海阔孟光上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

把谱元法应用于结构中弹性波的传播的模拟,建立基于二维谱元法的梁结构模型,提出模拟结构裂纹损伤的节点分离法;研究无损伤和含有损伤的铝合金梁结构中Lamb波的传播规律,通过和理论解对比,验证谱元法模拟结构中Lamb波传播的有效性;研究... 详细信息

把谱元法应用于结构中弹性波的传播的模拟,建立基于二维谱元法的梁结构模型,提出模拟结构裂纹损伤的节点分离法;研究无损伤和含有损伤的铝合金梁结构中Lamb波的传播规律,通过和理论解对比,验证谱元法模拟结构中Lamb波传播的有效性;研究不同程度损伤对响应信号的影响,探讨了梁结构损伤识别方法。结果对基于Lamb波的结构损伤识别方法的研究具有借鉴意义。

关键词：振动与波谱元法 Lamb波损伤识别

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一种基于压电晶片阵列的板结构损伤识别方法

振动与冲击 2009年第9期28卷 56-59页

作者：彭海阔孟光李富才上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

提出一种通过单个压电晶片对板结构进行激励,使用十字形压电晶片阵列接收响应信号,然后基于相控阵原理对信号进行处理,从而对板结构损伤进行识别的方法。首先用谱元法分析了在单点激励下铝板结构有损伤和无损伤时Lamb波的传播情况,得到... 详细信息

提出一种通过单个压电晶片对板结构进行激励,使用十字形压电晶片阵列接收响应信号,然后基于相控阵原理对信号进行处理,从而对板结构损伤进行识别的方法。首先用谱元法分析了在单点激励下铝板结构有损伤和无损伤时Lamb波的传播情况,得到压电晶片阵列中各阵元所在位置的响应信号。根据压电晶片阵列布置形式及各阵元之间的相互位置,对各阵元接收到的时域信号进行处理,从而对结构的损伤进行识别。通过对板结构中含有一个和两个损伤的情况进行了研究,验证了该方法的有效性。

关键词：结构健康监测 Lamb波损伤识别相控阵

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在地震激励下动水压力对沉管隧道的影响

上海交通大学学报 2008年第6期42卷 1027-1031页

作者：彭海阔孟光丁麒徐峰上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

考虑粘-弹性人工边界、土壤的非线性及流-固耦合作用,建立了沉管隧道-土壤-流体(水)相互作用的力学模型,采用Newmark算法,对沉管隧道在地震激励下的响应进行分析.分析了不同地震激励以及不同水深条件下沉管隧道结构的应力变化,研究了动... 详细信息

考虑粘-弹性人工边界、土壤的非线性及流-固耦合作用,建立了沉管隧道-土壤-流体(水)相互作用的力学模型,采用Newmark算法,对沉管隧道在地震激励下的响应进行分析.分析了不同地震激励以及不同水深条件下沉管隧道结构的应力变化,研究了动水压力对沉管隧道的影响.结果表明:在只考虑水平方向地震激励时,动水压力对沉管隧道的作用影响较小,在分析时可以忽略动水压力的作用;在含有竖直分量的地震激励下,动水压力对沉管隧道的应力有较大影响,在分析沉管隧道的地震响应时,应该考虑竖向地震的作用;由于动水压力的作用,沉管隧道的最大应力位置会发生变化.结果可用于运行条件下沉管隧道的动力特性以及损伤产生发展机理的研究.

关键词：沉管隧道动水压力粘-弹性人工边界流-固耦合

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沉管隧道健康监测试验中传感器位置的优选

振动与冲击 2008年第2期27卷 87-90页

作者：徐峰孟光彭海阔丁麒上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

基于单节沉管隧道缩比模型在地震激励作用下的健康监测试验,借助商业有限元软件ANSYS对单节隧道缩比模型进行等代地震荷载下的平面应变分析和整体模态分析,得到传感器优化布置初选点。再利用遗传算法对初选点进行优化排序,得到传感器优... 详细信息

基于单节沉管隧道缩比模型在地震激励作用下的健康监测试验,借助商业有限元软件ANSYS对单节隧道缩比模型进行等代地震荷载下的平面应变分析和整体模态分析,得到传感器优化布置初选点。再利用遗传算法对初选点进行优化排序,得到传感器优化布置的最终方案。该方法与EFI法传感器优化布置结果吻合较好。该方法对于大型结构的传感器优化布局有一定的借鉴作用。

关键词：健康监测传感器优化布置有限元遗传算法

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卫星工程中的材料应用与需求展望

国际太空 2022年第9期 44-49页

作者：陈夜彭海阔张如变王开浚任友良上海卫星工程研究所

1引言卫星在生命周期中经历了复杂的环境条件,包括发射振动、在轨真空、冷热交替、粒子辐射等,对材料提出了特殊的环境要求[1],使得卫星材料的选用与常规产品有很大区别。一直以来,材料科学在国内外航天重大规划中占据了重要的位置。

关键词：卫星工程粒子辐射常规产品材料科学生命周期冷热交替应用与需求