上面级单机正弦扫描试验条件精细化设计方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及上面级单机力学环境试验条件设计领域，尤其涉及一种上面级单机正弦扫描试验条件精细化设计方法。
技术介绍
单机力学环境试验条件是航天器设计、生产和试验验证的重要依据，力学环境试验条件制定的合理性和精细程度，直接影响航天器单机的重量、经费、研制进度和飞行可靠性。上面级位于火箭和航天器之间，是运载火箭最上面的一级。由于上面级多星分配器布局复杂、任务时间介于火箭和航天器之间、研制分工归属于运载火箭等特点，上面级的单机力学环境试验条件制定方法不能简单照搬运载火箭或航天器的设计模式。单机正弦扫描试验是单机力学环境试验的一种，单机正弦扫描试验条件的依据主要包括相近型号试验数据类推、载荷耦合分析结果、系统级低频振动试验结果等，以上方法单独使用均有一定的局限性：系统级低频振动试验的边界阻抗与真实飞行状态差别较大，导致单机低频振动试验条件比较严酷，依据系统级低频振动试验结果制定上面级单机正弦扫描试验条件，会使单机鉴定量级可能达到20g(g为重力加速度，常取值9.8m/s2)，这将使单机为满足环境适应性增重较多；星箭载荷耦合分析结果主要适用于调整期界面低频振动试验条件，对于箭上(器上)单机，由于其局部建模细节难以模拟准确，一般不应用载荷耦合分析结果中单机处响应包络作为单机正弦扫描试验条件；而采用相近型号类推方式，由于推演的局限性可能导致部分频段试验条件不够准确。
技术实现思路
本...
【技术保护点】
上面级单机正弦扫描试验条件精细化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S01：在制定目标单机的正弦扫描试验条件所需的频率范围内，给出一定间隔的频率点；获取星箭载荷耦合分析结果中不同工况下上面级/火箭界面X/Y/Z三个方向加速度冲击响应谱‑频率曲线，对同一方向上的所有工况下的加速度冲击响应谱‑频率曲线进行最大值包络，分别找到同一方向上的、对应同一所述频率点的、不同工况下的加速度冲击响应谱中的最大值，得到上面级/火箭界面X/Y/Z三个方向加速度冲击响应谱最大值‑频率曲线，分别表示为Xcla、Ycla和Zcla；获取指定量级下上面级系统级正弦扫描试验中X/Y/Z三个试验方向下目标单机处的X/Y/Z三个方向的加速度传递比幅值‑频率曲线，分别表示为：X‑Xtest，表示X试验方向下目标单机处的X方向的加速度传递比幅值‑频率曲线；Y‑Xtest，表示X试验方向下目标单机处的Y方向的加速度传递比幅值‑频率曲线；Z‑Xtest，表示X试验方向下目标单机处的Z方向的加速度传递比幅值‑频率曲线；X‑Ytest，表示Y试验方向下目标单机处的X方向的加速度传递比幅值‑频率曲线；Y‑Ytest，表示Y试验方向下目...
【技术特征摘要】
1.上面级单机正弦扫描试验条件精细化设计方法，其特征在于，包括以下
步骤：
S01：在制定目标单机的正弦扫描试验条件所需的频率范围内，给出一定间
隔的频率点；
获取星箭载荷耦合分析结果中不同工况下上面级/火箭界面X/Y/Z三个方向
加速度冲击响应谱-频率曲线，对同一方向上的所有工况下的加速度冲击响应谱-
频率曲线进行最大值包络，分别找到同一方向上的、对应同一所述频率点的、
不同工况下的加速度冲击响应谱中的最大值，得到上面级/火箭界面X/Y/Z三个
方向加速度冲击响应谱最大值-频率曲线，分别表示为Xcla、Ycla和Zcla；
获取指定量级下上面级系统级正弦扫描试验中X/Y/Z三个试验方向下目标
单机处的X/Y/Z三个方向的加速度传递比幅值-频率曲线，分别表示为：
X-Xtest，表示X试验方向下目标单机处的X方向的加速度传递比幅值-频率
曲线；
Y-Xtest，表示X试验方向下目标单机处的Y方向的加速度传递比幅值-频率
曲线；
Z-Xtest，表示X试验方向下目标单机处的Z方向的加速度传递比幅值-频率
曲线；
X-Ytest，表示Y试验方向下目标单机处的X方向的加速度传递比幅值-频率
曲线；
Y-Ytest，表示Y试验方向下目标单机处的Y方向的加速度传递比幅值-频率
曲线；
Z-Ytest，表示Y试验方向下目标单机处的Z方向的加速度传递比幅值-频率
曲线；
X-Ztest，表示Z试验方向下目标单机处的X方向的加速度传递比幅值-频率
曲线；
Y-Ztest，表示Z试验方向下目标单机处的Y方向的加速度传递比幅值-频率
曲线；
Z-Ztest，表示Z试验方向下目标单机处的Z方向的加速度传递比幅值-频率
曲线；
所述指定量级在0.05g～0.2g之间选择；
S02：分别计算得到同一所述频率点上的Xcla上的加速度冲击响应谱最大值
与X-Xtest、Y-Xtest、Z-Xtest上的加速度传递比幅值的乘积，并计算该乘积的指定
倍数获得计算结果，得到三条计算结果-频率曲线Xcla-X-Xtest、Xcla-Y-Xtest和
Xcla-Z-Xtest；
分别计算得到同一所述频率点上的Ycla上的加速度冲击响应谱最大值与
X-Ytest、Y-Ytest、Z-Ytest上的加速度传递比幅值的乘积，并计算该乘积的指定倍
数获得计算结果，得到三条计算结果-频率曲线Ycla-X-Ytest、Ycla-Y-Ytest和
Ycla-Z-Ytest；
分别计算得到同一所述频率点上的Zcla上的加速度冲击响应谱最大值与
X-Ztest、Y-Ztest、Z-Ztest上的加速度传递比幅值的乘积，并计算该乘积的指定倍数
获得计算结果，得到三条计算结果-频率曲线Zcla-X-Ztest、Zcla-Y-Ztest和Zcla-Z-Ztest；
所述指定倍数在1.20倍～1.40倍之间选择，并在同一次单机正弦扫描试验条
件设计中固定；
S03：将步骤S02中得到Xcla-X-Xtest、Ycla-X-Ytest、Zcla-X-Ztest三条曲线在频域
上进行包络，分别找到对应同一所述频率点的三条曲线上所述计算结果中的最
大值，得到计算结果最大值-频率曲线作为X向试验的频域最大值包络；
将步骤S02中得到Xcla-Y-Xtest、Ycla-Y-Ytest、Zcla-Y-Ztest三条曲线在频域上进行
包络，分别找到对应同一所述频率点的三条曲线上所述计算结果中的最大值，
得到计算结果最大值-频率曲线作为Y向试验的频域最大值包络；
将步骤S02中得到Xcla-Z-Xtest、Ycla-Z-Ytest、Zcla-Z-Ztest三条曲线在频域上进行
包络，分别找到对应同一所述频率点的三条曲线上所述计算结果中的最大值，
得到计算结果最大值-频率曲线作为Z向试验的频域最大值包络；
S04：将得出的所述频域最大值包络进行平滑处理，得到覆盖整个所述频域
最大值包络的目标单机该对应方向下的正弦扫描试验条件。
2.上面级单机正弦扫描试验条件精细化设计方法，其特征在于，包括以下
步骤：
S01：在制定目标单机正弦扫描试验条件所需的频率范围内，给出一定间隔
的频率点；
获取星箭载荷耦合分析结果中不同工况下上面级/火箭界面X/Y/Z三个方向
加速度冲击响应谱-频率曲线，对同一方向上的所有工况下的加速度冲击响应谱-
频率曲线进行最大值包络，分别找到同一方向上的、对应同一所述频率点的、
不同工况下的加速度冲击响应谱中的最大值，得到上面级/火箭界面X/Y/Z三个
方向加速度冲击响应谱最大值-频率曲线，分别表示为Xcla、Ycla和Zcla；
获取指定量级下上面级系统级正弦扫描试验中X/Y/Z三个试验方向下目标
单机处的X/Y/Z三个方向的加速度传递比幅值-频率曲线，分别表示为：
X-Xtest，表示X试验方向下目标单机处的X方向的加速度传递比幅值-频率
曲线；
Y-Xtest，表示X试验方向...
【专利技术属性】
技术研发人员：林宏，彭慧莲，张新宇，东华鹏，陈益，陈学生，刘欣，肖泽宁，
申请(专利权)人：北京宇航系统工程研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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