光電通信吊艙內框架懸置系統(tǒng)設計與分析
(4)在隔振器的支點布置質心與內框架的幾何中心重合的基礎上,如果能滿足如下條件,則支撐系統(tǒng)的振動狀態(tài)將實現進一步解耦。
此時除三個平動方向上的運動解耦外,繞x軸的激勵與響應也將實現解耦,而其他兩個轉動自由度仍處于雙聯(lián)耦合關系。
將實現隔振系統(tǒng)六個自由度方向的激勵與其對應振型響應完全解耦。
3 解耦設計
通過以上分析得知,當坐標系原點選在內框架質心處,質心與幾何中心重合,并且隔振器支點相對質心對稱布置的情況下,內框架振動系統(tǒng)能夠實現完全解耦。結合內框架系統(tǒng)的實際情況,內框架的結構應設計得緊湊,整體外形盡量規(guī)則,便于對準幾何中心。在內框架內當負載平臺上的光學設備工作時相當于移動質量,這就導致內框架質心位置的變化,在設計光電平臺時,應盡量將大質量或大轉動慣量的儀器設備配置在內框架的質心附近,這樣可以減小質心位置的變化,降低耦合程度,或者在相應位置配置相應的“配重”,用來平衡運動設備產生的質心偏移。
在合理選擇支撐方案的基礎上,還可以使用特殊結構的隔振器使系統(tǒng)進一步解耦。
金屬橡膠是一種均質的彈性多孔材料,其內部結構是金屬絲之間相互嵌合、勾聯(lián)而形成的類似于橡膠分子結構的空間網狀結構。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,故設計了一種新型金屬橡膠隔振器結構,如圖3所示。金屬橡膠隔振器能限制線振動轉化為角振動,同時使外界傳來的角振動轉化為線振動。這種金屬橡膠隔振器通過限制載體運動自由度的方式,使內框架振動系統(tǒng)消除了耦合。本文引用地址:http://www.butianyuan.cn/article/156373.htm
4 能量法驗證
根據式(1)的動力學方程,可以求出系統(tǒng)固有頻率及振型,在固定坐標系中,根據質量矩陣M和振型φi,可以求出系統(tǒng)在作各階固有振動時的能量分布,將它寫成矩陣的形式,定義為能量分布矩陣。
當系統(tǒng)作i階主振動時的最大動能為:
在第k個自由度上,η在各階振動中的最大值即為自由度k上的振動解耦率。如果η=100%,表示懸置系統(tǒng)作第i階主振動時能量全部集中在第k個自由度上,即這個自由度相對其他的自由度解耦。
耦合的存在,使得一個廣義坐標上的振動,會引起其余廣義坐標的振動。能量法是在得到懸置系統(tǒng)的6個固有模態(tài)后,利用振型得到懸置系統(tǒng)的能量分布,根據能量分布判斷動力總成懸置系統(tǒng)是否解耦或其解耦的程度,然后通過修改懸置參數提高系統(tǒng)在某方向上的解耦率。
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