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基于频率管理的装备振动环境适应性提升

2021-10-13王鹏辉李哲童军朱元夫王帅洪良友

装备环境工程 2021年9期
关键词:模态有限元振动

王鹏辉,李哲,童军,朱元夫,王帅,洪良友

(北京强度环境研究所,北京 100076)

装备在全寿命周期内会经历各种不同特征的振动环境。比如在运输、维修、工作、值班等过程中,经历的周期性激励、随机性激励、瞬态激励以及多种激励的综合等,不同的激励特征对装备的影响机理和破坏程度不同。当装备在振动环境下出现共振放大和系统间频率耦合时,很容易造成功能故障、疲劳损伤、强度破坏等问题。因此为了提高装备的振动环境适应性,必须避免装备在振动中出现共振或者放大系数较大的振动[1-2]。

结构振动是模态的叠加,为了防止共振和减小放大系数,需要统筹考虑振源、全系统、分系统和子结构之间的频率匹配关系。如果各因素和系统之间的频率设计和模态匹配合理,就会将结构振动控制在一定的范围之内,从而减少振动对装备的影响,因此开展装备的频率管理工作非常重要。频率管理也就是通过对激励频率和装备各层级频率的综合分析,根据相关准则,通过结构动力学优化设计,使其各个频率之间独立隔离,防止发生耦合共振,从而降低装备各层级上的动力学响应。高效的频率管理工作必须基于结构环境适应性设计、振动传递分析、有限元虚拟仿真和环境试验等内容开展[3-4]。

某蓄压器系统设计完成后,在试验室进行了力学环境试验,试验中1#导管发生断裂故障。针对该问题,对蓄压器系统进行了有限元仿真分析,获得了主要模态。……

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