[發(fā)明專利]一種平臺式慣導系統(tǒng)的三向等剛度橡膠減振器設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610016852.9
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105701287B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張鵬;費慶國;李彥斌;吳邵慶
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 孟紅梅

1.一種平臺式慣導系統(tǒng)的三向等剛度橡膠減振器設(shè)計方法，所述橡膠減振器為中心軸對稱結(jié)構(gòu)，包括一橡膠環(huán)，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟(1)將橡膠環(huán)旋轉(zhuǎn)截面設(shè)計為一平行四邊形，對橡膠減振器進行參數(shù)化建模：參數(shù)a和參數(shù)b分別為平行四邊形兩個邊長，參數(shù)m為平行四邊形的靠近減振器旋轉(zhuǎn)軸一個內(nèi)角，參數(shù)n為平行四邊形與水平面的夾角；

步驟(2)根據(jù)四個參數(shù)的取值，建立減振系統(tǒng)的有限元模型，所述減振系統(tǒng)包括平臺式慣導系統(tǒng)、橡膠減震器和剛性基座，所述減振器關(guān)于過平臺式慣導系統(tǒng)質(zhì)心的三個相互正交的平面對稱設(shè)置；

步驟(3)在剛性基座處施加固定約束邊界條件，對減振系統(tǒng)有限元模型進行模態(tài)分析，獲得系統(tǒng)在與減振器旋轉(zhuǎn)軸方向平行的y軸方向線振動固有頻率f_y，以及獲得減振系統(tǒng)在x軸、z軸方向上的線振動固有頻率f_x、f_z；

步驟(4)由于對稱性有f_x＝f_z，若f_y、f_x間的差值不滿足設(shè)定的條件：|f_y-f_x|≤T₁Hz，則調(diào)整參數(shù)m和/或n的取值，返回至步驟(2)；否則進入步驟(5)；T₁為設(shè)定的閾值參數(shù)；

步驟(5)若f_x、f_y與減振系統(tǒng)線振動固有頻率的設(shè)計目標值f₀的差值不滿足設(shè)定的條件：|f_x-f₀|≤T₂Hz且|f_y-f₀|≤T₂Hz，則調(diào)整參數(shù)a和/或b的取值，返回至步驟(2)；否則設(shè)計完成；T₂為設(shè)定的閾值參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平臺式慣導系統(tǒng)的三向等剛度橡膠減振器設(shè)計方法，其特征在于，所述減振系統(tǒng)的有限元模型包括平臺式慣導系統(tǒng)、螺栓、橡膠減震器和剛性基座的有限元模型，模型建立步驟包括：

步驟(2.1)根據(jù)四個參數(shù)取值及橡膠減振器整體尺寸的設(shè)計要求，設(shè)計出橡膠減振器的旋轉(zhuǎn)截面；

步驟(2.2)選取四節(jié)點平面單元對減振器旋轉(zhuǎn)截面進行網(wǎng)格劃分；

步驟(2.3)由橡膠減振器旋轉(zhuǎn)截面上的平面單元繞旋轉(zhuǎn)軸拉伸生成六面體單元，進而建立橡膠減振器的有限元模型；

步驟(2.4)用四面體單元建立平臺式慣導系統(tǒng)有限元模型，用六面體單元建立剛性基座的有限元模型；

步驟(2.5)用六面體單元建立螺栓的有限元模型，并將橡膠減振器的有限元模型通過螺栓有限元模型分別與平臺式慣導系統(tǒng)的有限元模型及剛性基座的有限元模型連接，形成整個減振系統(tǒng)的有限元模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種平臺式慣導系統(tǒng)的三向等剛度橡膠減振器設(shè)計方法，其特征在于，所述減振系統(tǒng)包括8個橡膠減振器，在平臺式慣導系統(tǒng)上、下表面各布置4個橡膠減振器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平臺式慣導系統(tǒng)的三向等剛度橡膠減振器設(shè)計方法，其特征在于，所述步驟(4)中調(diào)整參數(shù)m和/或n的取值使得f_y、f_x間的差值滿足條件的具體方法為：若|f_y-f_x|≤T₁Hz，則不再調(diào)整參數(shù)m和n的取值；若f_y-f_x>T₁Hz，則增大參數(shù)m的取值和/或減小參數(shù)n的取值；若f_x-f_y>T₁Hz，則增大參數(shù)n的取值和/或減小參數(shù)m的取值；T₁為設(shè)定的閾值參數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種平臺式慣導系統(tǒng)的三向等剛度橡膠減振器設(shè)計方法，其特征在于，參數(shù)n的取值范圍為30°<n<60°，參數(shù)m的取值范圍為(n+20°)<m<(n+70°)。