程序配电器减振器等效模拟及动强度分析

    0 引言

    程序配电器是航天运载器的重要结构部分，为保障其在强振动环境下的工作正常和安全可靠，通常采用减振器装置降低其振动，并通过振动试验验证其动力学特性。减振特性及结构强度是程序配电器结构设计最为关注的问题。在地面振动考核试验中，往往发现由于减振器参数设计不合理造成结构发生动强度破坏。因此本文从有限元分析角度出发，进行减振器结构设计参数研究并进行动强度分析。

    本文以某型号运载器上安装的程序配电器为对象，使用有限元软件对其进行有限元建模和结构动力学分析。程序配电器减振器中使用的橡胶使其存在很强的非线性，难以用现有的有限元软件精确地对其性能进行预示，并且非线性分析计算量大，对计算机性能要求高。本文主要对关键部件的强度进行考核，尝试用直接瞬态响应的方法来研究问题。对于薄弱环节采用等效静力的方法具体分析。可大大减少计算时间和存储要求，提高工作效率。本文为类似结构提供一种新的分析方法和建模技术，能够有效的分析问题。

    1 模拟工作环境振动试验

    某型号运载器上安装的程序配电器工作环境复杂、恶劣，由于结构并非完全对称，存在的不平衡因素可能造成减振器的螺钉断裂等破坏情况。为了保证仪器在使用环境下的工作正常和安全可靠，针对研究对象进行工作环境的模拟振动试验。在低频段正弦扫描试验-摸底试验循环（30-50HZ，8.4g)出现螺钉弯曲现象。所以有必要对程序配电器进行低量级振动试验分析，通过建立准确的有限元模型分析螺钉出现弯曲现象的原因。同时，对程序配电器的减振器结构设计提供理论支撑。

    2 动力学试验与分析

    针对程序配电器装置，采用正弦扫频的激励方式进行低量级的振动试验。正弦扫频试验控制谱型为3-lOOHz内的谱线，正弦扫频的控制谱参数为：3_8Hz为4.5mm，8_100Hz为0.6g。图1是测点4、6的Z向响应时域图，加速度最大值为1.8-2.2g，放大了3-4倍。最大值出现在132-134S内。

    对所有测点进行频响分析，结果如图2所示。通过曲线分析可知，在关心频率段内的频响函数，毛刺比较多。测点2和参考点3都位于夹具上，两点的响应情况基本一致。Z方向测点5和6在31.67Hz附近出现峰值点，测点1、4、5、6在50Hz附近出现多个峰值点。

    对程序配电器进行不同量级的振动试验测试，图3为控制量级为0.6g(深）、lg(浅）、1.5g(较深）测点6Z方向频率响应函数对比图。