商 霖,张海瑞,宋志国,孙向春,金 晶

(中国运载火箭技术研究院,北京 100076)

T型橡胶减振器是航天系统中最常用的减振装置,如惯组、飞控装置和伺服等设备的减振。实际使用时,在设备支座与安装台面之间布置一组上、下对接的T型橡胶减振垫,实现对设备的支承和减振功能。由此,保障设备在长时大振动、短时强冲击和持续高过载等恶劣环境下能够可靠、安全的工作[1]。然而,使用过程中经常会发现,T型橡胶减振器在飞行环境下的动态特性变化非常显著,很容易超出其设计范围,进而引发与其他设备或弹箭系统平台的耦合共振。这样将会影响设备的使用寿命和电气性能,更为严重的情况还会导致飞行器的姿态失稳,甚至飞行失败。因此,研究T型橡胶减振器在动态环境下的非线性特性具有十分重要的意义。

当前,国内、外橡胶减振器非线性动特性的研究在试验分析、理论建模和数值仿真等方面都已经相当成熟。刘辉等[2]、Shoyama等[3]和韩德宝等[4]分别研究了振动频率、振幅和预压缩量对橡胶减振器动刚度和阻尼系数的影响,表明其具有较强的非线性特性。潘孝勇等[5]构建了基于超弹性、分数导数和摩擦模型的橡胶减振器非线性动力学模型,较好地表征了其弹性、振动频率相关性和振幅相关性。李峙岳等[6]综合考虑了橡胶材料的高弹特性、频率相关特性和摩擦特性及形状因素,提出了一种基于鬃毛摩擦理论的减振器动态迟滞特性模型。杨盛林等[7]推导了橡胶材料硬度参数和动态弹性模量的等价关系式,建立了适合于工程仿真分析的橡胶减振装置数学模型,较好地模拟了动态环境下系统的真实响应。……