光電通信吊艙內(nèi)框架懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析
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(4)在隔振器的支點(diǎn)布置質(zhì)心與內(nèi)框架的幾何中心重合的基礎(chǔ)上，如果能滿足如下條件，則支撐系統(tǒng)的振動(dòng)狀態(tài)將實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步解耦。
此時(shí)除三個(gè)平動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)解耦外，繞x軸的激勵(lì)與響應(yīng)也將實(shí)現(xiàn)解耦，而其他兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度仍處于雙聯(lián)耦合關(guān)系。
將實(shí)現(xiàn)隔振系統(tǒng)六個(gè)自由度方向的激勵(lì)與其對(duì)應(yīng)振型響應(yīng)完全解耦。
3 解耦設(shè)計(jì)
通過(guò)以上分析得知，當(dāng)坐標(biāo)系原點(diǎn)選在內(nèi)框架質(zhì)心處，質(zhì)心與幾何中心重合，并且隔振器支點(diǎn)相對(duì)質(zhì)心對(duì)稱(chēng)布置的情況下，內(nèi)框架振動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)完全解耦。結(jié)合內(nèi)框架系統(tǒng)的實(shí)際情況，內(nèi)框架的結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)得緊湊，整體外形盡量規(guī)則，便于對(duì)準(zhǔn)幾何中心。在內(nèi)框架內(nèi)當(dāng)負(fù)載平臺(tái)上的光學(xué)設(shè)備工作時(shí)相當(dāng)于移動(dòng)質(zhì)量，這就導(dǎo)致內(nèi)框架質(zhì)心位置的變化，在設(shè)計(jì)光電平臺(tái)時(shí)，應(yīng)盡量將大質(zhì)量或大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的儀器設(shè)備配置在內(nèi)框架的質(zhì)心附近，這樣可以減小質(zhì)心位置的變化，降低耦合程度，或者在相應(yīng)位置配置相應(yīng)的“配重”，用來(lái)平衡運(yùn)動(dòng)設(shè)備產(chǎn)生的質(zhì)心偏移。
在合理選擇支撐方案的基礎(chǔ)上，還可以使用特殊結(jié)構(gòu)的隔振器使系統(tǒng)進(jìn)一步解耦。
金屬橡膠是一種均質(zhì)的彈性多孔材料，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是金屬絲之間相互嵌合、勾聯(lián)而形成的類(lèi)似于橡膠分子結(jié)構(gòu)的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。由于金屬橡膠材料具有耐高溫、高壓、高真空、超低溫，抗輻射，抗腐蝕，不易老化，阻尼大的優(yōu)點(diǎn)，故設(shè)計(jì)了一種新型金屬橡膠隔振器結(jié)構(gòu)，如圖3所示。金屬橡膠隔振器能限制線振動(dòng)轉(zhuǎn)化為角振動(dòng)，同時(shí)使外界傳來(lái)的角振動(dòng)轉(zhuǎn)化為線振動(dòng)。這種金屬橡膠隔振器通過(guò)限制載體運(yùn)動(dòng)自由度的方式，使內(nèi)框架振動(dòng)系統(tǒng)消除了耦合。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/156373.htm
4 能量法驗(yàn)證
根據(jù)式(1)的動(dòng)力學(xué)方程，可以求出系統(tǒng)固有頻率及振型，在固定坐標(biāo)系中，根據(jù)質(zhì)量矩陣M和振型φi，可以求出系統(tǒng)在作各階固有振動(dòng)時(shí)的能量分布，將它寫(xiě)成矩陣的形式，定義為能量分布矩陣。
當(dāng)系統(tǒng)作i階主振動(dòng)時(shí)的最大動(dòng)能為：
在第k個(gè)自由度上，η在各階振動(dòng)中的最大值即為自由度k上的振動(dòng)解耦率。如果η=100％，表示懸置系統(tǒng)作第i階主振動(dòng)時(shí)能量全部集中在第k個(gè)自由度上，即這個(gè)自由度相對(duì)其他的自由度解耦。
耦合的存在，使得一個(gè)廣義坐標(biāo)上的振動(dòng)，會(huì)引起其余廣義坐標(biāo)的振動(dòng)。能量法是在得到懸置系統(tǒng)的6個(gè)固有模態(tài)后，利用振型得到懸置系統(tǒng)的能量分布，根據(jù)能量分布判斷動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)是否解耦或其解耦的程度，然后通過(guò)修改懸置參數(shù)提高系統(tǒng)在某方向上的解耦率。
評(píng)論