[發明專利]一種慣性導航組件隔振系統固有頻率調整方法

無效

• 申請號: 201410008611.0
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103742580A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 周亞東;費慶國;吳邵慶
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F16F7/00
• 分類號: F16F7/00
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

技術領域

本發明屬于飛行器慣性導航組件隔振技術領域，具體涉及慣性導航組件橡膠減振支座隔振系統的固有頻率調整方法。

背景技術

隨著現代科學技術的發展，現代軍事技術對導彈、火箭等飛行器制導精度的要求不斷提高。慣性平臺是平臺式慣性導航系統的核心部件。而作為慣性坐標基準和慣性測量裝置的慣性平臺，其靜動態力學性能直接影響著慣性儀表的工作精度，進而影響飛行器的飛行精度。對于慣性導航組件，載機的振動激勵是對其導航精度影響大、涉及面廣的主要不利因素之一。因此，研究慣性導航組件的減振技術，針對其特點設計出滿足動力學指標的高性能減振系統，對于增強慣性平臺的抗振動和抗過載能力、提高其導航精度與穩定性具有重要意義。橡膠隔振技術作為一種有效的被動隔振方法，由于其隔振系統簡單、重量輕、可靠性好等優點，已廣泛應用于慣性導航組件的振動控制。

平臺減振設計主要從以下3個方面考慮：①慣性平臺在載機激勵下角振動與線振動產生耦合，使測量系統引入偽運動信號，影響慣導系統的測量精度，因此避免或盡量減小振動耦合是慣導系統減振設計的首要目標；②為了減小減振器對系統角運動測量的干擾，要求減振系統的角振動固有頻率盡可能遠離慣導系統的測量帶寬，即要求減振系統的角振動固有頻率盡可能高；③在寬頻隨機激勵下，減振系統固有頻率越低，減振效率越高，因此要求減振系統的線振動固有頻率盡可能低。由于慣導平臺的剛度遠大于隔振橡膠，故在進行動力學分析時，將其視為六自由度剛體，其振動自由度包含3個方向的線振動和3個方向的角振動。在減振系統設計中，應盡可能解除平臺剛體六自由度之間的振動耦合，這樣既便于減小可能激起共振響應的頻帶寬度，又便于合理配置其固有頻率，使共振頻率遠離激勵頻率，以獲得良好的整體隔振效果。此外，用于慣導平臺的隔振系統同樣必須具備多向性，并且為了進一步抑制振動干擾產生的測量誤差實現高精度導航，要求隔振系統盡可能具備三向等剛度特性。一方面，在隔振系統三向等剛度時，若平臺臺體質量分布對稱則理論上系統的3個線振動固有頻率與3個角振動固有頻率分別相等，即平臺的共振頻率減少至2個，這大大減小了系統發生共振的幾率，且由于阻尼在不同頻率比下隔振作用不同，系統固有頻率數量的減少為合理配置隔振橡膠的阻尼系數提供了方便；另一方面，慣導平臺的角偏移是影響系統測量精度的最不利因素之一，當隔振系統具備三向等剛度時，經過彈性中心的任何一坐標軸均為彈性主軸。外力沿彈性主軸作用時，系統的變形與作用力方向一致，角偏移得到了最大程度的抑制。所以平臺隔振系統的三向等剛度具有重要意義。

根據隔振理論，對于彈性支承上微幅振動的六自由度剛體，若彈性隔振元件的彈性中心與剛體質心重合，彈性主軸與慣性主軸重合，則振動微分方程的各系數矩陣成為對角陣，系統在物理上實現解耦。在實際應用中若使隔振器和被隔振對象的安裝具有三個對稱面，則滿足要求，六自由度方程解耦。對于相同的橡膠減振器，不同的布置方式對應系統的動特性不同，進而隔振效果不同。現有的慣性導航組件8個橡膠減振器上下對稱布置是一種較為理想的隔振模式，在平臺臺體質量分布對稱時，系統存在3個對稱面，理論上滿足振動解耦的條件。但由于橡膠材料的彈性模量一般是剪切模量的3倍左右，所以拉壓方向剛度與剪切方向剛度相差很大，系統一般不滿足三向等剛度特性；并且系統角振動固有頻率不高，易發生角偏移，降低測量精度。所以，合理調整橡膠隔振系統的剛度分配，使慣性導航組件在三個分析線剛度趨于相等，提高系統角振動固有頻率具有工程意義。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種慣性導航組件隔振系統固有頻率調整方法。

技術方案：本發明所述的慣性導航組件隔振系統固有頻率調整方法，包括以下步驟：

（1）在基座上下面頂點分別對稱加工配鉆4個斜置螺栓孔；

（2）制備8支高阻尼橡膠減振支座；

（21）橡膠減振支座頂部有帶螺紋的鋼件；

（22）橡膠減振支座底部邊緣有多個帶螺紋的鋼底座；

（23）鋼件與底座間是高阻尼橡膠材料；

（24）橡膠減振支座的主體形狀為近似的錐形；

（3）將橡膠減振支座用螺栓與慣性導航組件的基座固定；

（4）在安裝架上加工配鉆8個相應位置和角度的螺栓孔；

（5）將連接有橡膠減振支座的慣性導航組件通過橡膠減振支座底部的金屬連接件用螺栓固定在安裝架上；

（6）在基座的前（后）面安裝鋼絲抗扭軟軸，軟軸另一端固定在安裝架上。

（61）鋼絲抗扭軟軸由芯棒和4~12層繞制方向相反的高強度鋼絲構成；