马爱军，石 蒙，闫 利，刘洪英，洪跃镇，董 睿，彭扬林，赵亚雄，刘 磊

（中国航天员科研训练中心，北京 100094）

1 引言

航天器作为运载火箭的有效载荷在发射、飞行及再入过程中将不可避免地受到振动、冲击等力学环境的作用，这些环境通过航天器结构动态传递，逐级作用于航天器的系统级、分系统级及组件级的结构或仪器设备上，可能导致结构破坏，仪器设备的性能下降，甚至出现故障或失效，因此为提高航天器的安全、可靠性，各类装船、装器产品在真正飞行前都要通过地面模拟力学环境的考核。

为使航天产品顺利通过地面力学环境试验的考核，产品在设计阶段就应合理地考虑产品将经受的动力学环境，这涉及产品结构的动态设计问题，其与传统的结构设计有较大区别，通过对产品结构进行动态分析及动态设计，可以满足结构的静、动态特性要求，保证产品工作的安全性和可靠性。

有限元法在航天领域的应用可以追溯到20世纪60年代，随着有限元理论与计算机技术的发展，目前有限元法已广泛应用于航天领域的各个方面，王建民等建立了运载火箭全箭动特性三维有限元模型；刘晓东等使用有限元法对太阳帆板电池进行了模态分析；丁继锋等建立了大型复杂航天器结构的有限元模型并开展了试验验证工作；目前使用有限元法研究航天产品在某种力学激励作用下的文献较多，如模态分析、正弦振动响应分析以及随机振动响应分析等，如何在产品设计段就综合考虑产品将面临的多种力学环境是设计师面临的一个问题。……