一种振动载荷源反演方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种振动载荷源反演方法、装置及设备，本发明专利技术涉及发动机动力学技术领域，用于解决现有技术中振动载荷模拟的真实性低影响评估结果准确性的问题。包括：执行试车搭载测试，获取燃烧室相应测点处的振动响应数据和压力脉动数据；根据振动响应数据确定反演目标值；根据压力脉动数据确定燃烧室的初始压力脉动分布场；基于构建的结构动力学模型，在燃烧室内壁面施加初始压力脉动分布场，得到动力学计算结果；比较动力学计算结果与反演目标值，在动力学计算结果与反演目标值之间的差值满足预设容差要求时，将对应的压力脉动分布数据确定为振动载荷源反演结果。能有效提高动力学模型预示的准确度，保证动强度评估的载荷输入准确性。准确性。准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种振动载荷源反演方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及发动机动力学
，尤其涉及一种振动载荷源反演方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]推力室是将推进剂的化学能通过燃烧产生推力的装置。推进剂在推力室内燃烧时，产生高温高压燃气，由于推进剂及其燃烧产物高温下发生剧烈的物理化学反应和高速流动，高温燃气产生强烈的压力脉动，当压力脉动的频率与推力室结构的声学模态相互作用，以一定特征的分布式压力载荷作用到燃烧室的内壁面，在结构上响应表现为振动的时间历程信号。
[0003]对发动机结构进行动力学分析及动强度评估时，一般需要通过试车搭载测试获得结构的振动响应，以此作为输入的激励载荷，这种方法适用于单一振源激励下强迫振动结构的动力学分析。然而，液体火箭发动机本身是由多个振源组成的复杂系统，几乎所有结构均具有异源振动特征，以结构边界的振动响应作为激励载荷输入的方法将不再适用，需要建立包括发动机振源结构和振源特征的结构动力学分析方法，以便开展高精度的结构动强度评估。推力室的振动载荷作为发动机主要振源，对其振动载荷模拟的真实性直接影响着最终评估本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种振动载荷源反演方法，其特征在于，包括：执行试车搭载测试，获取燃烧室相应测点处的振动响应数据和压力脉动数据；根据所述振动响应数据确定振动载荷源的反演目标值；根据所述压力脉动数据确定燃烧室的初始压力脉动分布场；基于构建的结构动力学模型，在燃烧室内壁面施加所述初始压力脉动分布场，进行随机振动分析，得到对应结构的动力学计算结果；比较动力学计算结果与反演目标值，确定动力学计算结果与反演目标值之间的差值；在所述差值满足预设容差要求时，将对应的压力脉动分布数据确定为振动载荷源反演结果。2.根据权利要求1所述的振动载荷源反演方法，其特征在于，基于构建的结构动力学模型，在燃烧室内壁面施加所述初始压力脉动分布场，进行随机振动分析，得到对应结构的动力学计算结果之后，还包括：从所述动力学计算结果中提取与测点处相一致的加速度功率谱密度曲线；比较动力学计算结果与反演目标值，确定动力学计算结果与反演目标值之间的差值之后，还包括：在所述差值不满足预设容差要求时，用所述加速度功率谱密度曲线除以动力学计算结果，得到压力脉动幅频特性分布；将压力脉动幅频特性分布施加到所述动力学模型上，再次进行动力学分析并对比，循环迭代数轮后使动力学计算结果与反演目标值之间的差值达到预设容差要求，确定最终的压力脉动分布数据。3.根据权利要求1所述的振动载荷源反演方法，其特征在于，所述执行试车搭载测试，获取燃烧室相应测点处的振动响应数据和压力脉动数据，具体包括：确定试车搭载测试时对应的测点布置位置；压力脉动数据的测点位于燃烧室身部，沿燃烧室轴线方向布置至少两个测点；通过测点布置位置进行试车搭载测试，获取燃烧室的振动响应数据和压力脉动数据；所述振动响应数据用于确定振动载荷反演目标值。4.根据权利要求3所述的振动载荷源反演方法，其特征在于，确定试车搭载测试时对应的测点布置位置，具体包括：采用加速度传感器测量振动响应数据时，根据推力室上目标安装结构的几何尺寸、推力室连接部位数量、推力室及安装结构的刚度设置振动相应数据的测点数量和位置；采用压力脉动传感器测量压力脉动数据时，根据燃烧室的声学模态振型确定压力脉动数据的测点位置。5.根据权利要求1所述的振动载荷源反演方法，其特征在于，根据所述振动响应数据确定振动载荷源的反演目标值，具体包括：对所述振动响应数据进行频谱分析和载荷特征辨识，识别燃烧激励产生的时域振动加速度信号；结合时频域分析方法将时域振动加速度信号变换到频域，获得加速度功率谱密度；将预设位置对应的加速度功率谱密度确定为反演目标值。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆朋刚，李斌潮，时寒阳，闫松，张志伟，汪广旭，张磊，李自园，樊勋，
申请(专利权)人：西安航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：