[發明專利]基于振動試驗設備能力的航天器產品控制包絡確定方法

有效

• 申請號: 201610124270.2
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105784303B
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 邱漢平;樊世超;岳志勇;高海洋;杜曉舟;王智勇;張君;董宇輝
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于振動試驗設備能力的航天器產品控制包絡確定方法。該方法包括電流傳感器的安裝步驟；振動試驗系統運動部分質量的確定步驟；振動試驗設備驗收及電流信息的獲取步驟；基于推力計算方法為F＝MA的控制包絡確定步驟；基于推力計算方法為F＝BIL的控制包絡確定步驟；最終控制包絡的確定步驟。本發明的航天器產品控制包絡確定方法既充分發揮了振動試驗設備的推力能力，又確保了航天器產品在試驗過程中不發生中斷，使產品能經受最大限度的力學環境試驗考核。

技術領域

本發明屬于航天器力學環境試驗領域，具體涉及一種基于振動試驗設備能力的航天器產品控制包絡確定方法。

背景技術

隨著中國航天技術的不斷發展，研制的各類新型航天器產品逐漸誕生。這類新型航天器的特點是尺寸大、結構復雜，分系統繁多。為確保航天器的發射成功及在軌的正常運行，航天器的部組件、各分系統及整器產品均需在振動試驗設備上進行力學環境試驗的考核。

然而有些大型航天器部組件產品質量大，驗收或鑒定試驗量級高，現有的振動臺推力無法滿足其力學試驗需求，通常采用降低驗收或鑒定試驗量級的方式來對產品進行考核。如果驗收或鑒定試驗量級降低太多，航天器產品將考核不充分，存在嚴重的欠試驗；如果驗收或鑒定試驗量級降低太少，航天器產品試驗由于振動試驗設備推力不夠導致試驗發生中斷，存在產品經歷沖擊的風險。

為定量計算產品驗收或鑒定試驗量級下降值，尋求航天器產品力學試驗的控制包絡，本文提出了一種基于振動試驗設備能力的航天器產品控制包絡確定方法。該方法既能充分發揮振動試驗設備的推力能力，又能確保航天器產品在試驗過程中不發生中斷，使產品經受最大限度的力學環境試驗考核。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種基于振動試驗設備能力的航天器產品控制包絡確定方法以使航天器產品經受最大限度的力學環境試驗考核，并能防止和避免試驗中斷問題的產生。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于振動試驗設備能力的航天器產品控制包絡確定方法，包括以下步驟：

(1)電流傳感器的安裝。該步驟具體為在振動臺臺體與功放之間的正極或負極電纜中安裝一個電流傳感器。電流傳感器安裝位置通常靠近功放系統或振動臺動圈附近。電流傳感器的測量上限為功放所能提供最大電流的1.5倍。

(2)振動試驗系統運動部分質量的確定。該步驟具體為確定振動試驗系統垂直方向運動部分的質量和水平方向運動部分的質量。振動試驗系統的運動部分主要包括動圈、擴展臺、水平滑臺及軸承運動部件、連接螺釘等。

(3)振動試驗設備垂直向驗收及電流信息的獲取。該步驟具體為按制造商提供的垂直向正弦驗收包絡幅頻曲線對振動試驗設備進行驗收，測量電流傳感器反饋的電流幅頻曲線；按制造商提供的垂直向隨機驗收包絡幅頻曲線對振動試驗設備進行驗收，測量電流傳感器反饋的電流均方根值。

(4)基于推力計算方法為F＝MA的垂直向控制包絡確定。其中M為垂直向運動部分的總質量；A為振動加速度值。該步驟需根據推力等效的原則確定正弦和隨機兩項包絡。正弦包絡主要由航天器產品的質量、垂直向振動臺試驗系統運動部分質量、垂直向正弦試驗能達到的驗收包絡幅頻曲線三者確定；隨機包絡主要由航天器產品的質量、垂直向振動臺試驗系統運動部分質量、垂直向隨機試驗能達到的驗收均方根值三者確定。

(5)基于推力計算方法為F＝BIL的垂直向控制包絡確定。其中B為振動臺體內勵磁線圈產生的磁場強度；I為振動臺動圈中的電流值；L為振動臺動圈的線圈長度。該步驟需根據推力等效的原則確定正弦和隨機兩項包絡。

正弦包絡確定：產品先進行一次低量級的正弦特征級試驗，記錄低量級試驗時電流傳感器反饋的幅頻曲線。隨后計算振動試驗設備垂直向驗收時電流幅頻曲線和低量級試驗電流幅頻曲線兩者的比值。該比值乘以低量級試驗的加速度值即得垂直向試驗控制包絡。