一种适用于空间飞行器的大面积复合阻尼减振结构制造技术

一种适用于空间飞行器的大面积复合阻尼减振结构，包括：安装板、约束板、阻尼层、导电胶、螺栓、螺母、待减振设备安装法兰；阻尼层夹在安装板和约束板之间且阻尼层与安装板和约束板粘接为一个整体结构，该整体结构上打有多个灌胶通孔和沉孔，所述灌胶通孔内填充导电胶，螺栓穿过所述沉孔，与螺母相配合将待减振设备安装法兰和安装板固定在一起。本实用新型专利技术结构显著增加了整个结构的阻尼效应，使得空间飞行器大面积薄板结构在谐振频率范围内的振动响应峰值降低60%左右，进而有效改善了安装于薄板结构上的单机设备的振动环境。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种适用于空间飞行器的大面积复合阻尼减振结构，包括：安装板、约束板、阻尼层、导电胶、螺栓、螺母、待减振设备安装法兰；阻尼层夹在安装板和约束板之间且阻尼层与安装板和约束板粘接为一个整体结构，该整体结构上打有多个灌胶通孔和沉孔，所述灌胶通孔内填充导电胶，螺栓穿过所述沉孔，与螺母相配合将待减振设备安装法兰和安装板固定在一起。本技术结构显著增加了整个结构的阻尼效应，使得空间飞行器大面积薄板结构在谐振频率范围内的振动响应峰值降低60%左右，进而有效改善了安装于薄板结构上的单机设备的振动环境。【专利说明】—种适用于空间飞行器的大面积复合阻尼减振结构
本技术涉及一种适用于空间飞行器的大面积复合阻尼减振结构，属于空间飞行器结构减振
。
技术介绍
空间飞行器的主结构设计中通常包含大面积薄板结构，且仪器设备布置于薄板结构上，而飞行器在发射主动段及自主飞行过程中，均承受多种复杂的动力学环境载荷，主要包括发动机的推力脉动、跨声速飞行时引起的气动噪声、发动机点火和关机等，上述原因造成了仪器设备较为严酷的振动环境。为了改善产品设备的振动环境，传统的设计主要包括通过适配器对火箭有效载荷进行整体减振、或对单机设备进行局部减振等基本方式。其中，整体减振设计主要是对卫星等飞行器的适配器结构采取阻尼减振措施，存在尺寸大、工艺复杂等问题，且不适用于飞行器与运载器之间无适配器对接的情况；而对单机设备安装减振器的局部减振，同样存在由于安装减振器而影响产品精度及产品散热问题。
技术实现思路
本技术的技术解决问题是:克服现有技术的不足，解决空间飞行器大面积薄板结构的整体减振问题，并基于空间飞行器的等电位要求，设计了复合阻尼板的等电位结构形式，同时解决了由于使用阻尼材料而造成的敏感设备的安装精度问题。本技术的技术解决方案是:一种适用于空间飞行器的大面积复合阻尼减振结构，其特征在于包括:安装板、约束板、阻尼层、导电胶、螺栓、螺母、待减振设备安装法兰；阻尼层夹在安装板和约束板之间且阻尼层与安装板和约束板粘接为一个整体结构，该整体结构上打有多个灌胶通孔和沉孔，所述灌胶通孔内填充导电胶，螺栓穿过所述沉孔，与螺母相配合将待减振设备安装法兰和安装板固定在一起。所述阻尼层采用粘弹性材料。所述粘弹性材料为ZN-1 丁基橡胶。本技术与现有技术相比的有益效果是:(I)本技术结构显著增加了整个结构的阻尼效应，使得空间飞行器大面积薄板结构在谐振频率范围内的振动响应峰值降低60%左右，进而有效改善了安装于薄板结构上的单机设备的振动环境。(2)本技术结构设计了复合阻尼板的等电位结构形式，克服了由于非金属材料不导电而造成空间飞行器结构可能存在孤立导体的问题，同时通过复合阻尼板安装孔的沉头设计，保证了敏感设备在复合阻尼板结构上的安装精度。【专利附图】【附图说明】图1为本技术结构示意图。【具体实施方式】本技术针对空间飞行器大面积薄板结构的减振要求，提出了复合阻尼板减振结构，突破了传统减振方式，有效降低了飞行器关键结构的振动响应，为飞行器环境改善提出了崭新的设计思路；同时，基于空间飞行器的等电位要求，本技术创新设计了复合阻尼层的等电位结构形式，且解决了敏感设备在复合阻尼层的安装精度问题。为降低空间飞行器中的大面积薄板结构的振动响应峰值，本技术的总体设计思路是在薄板结构上粘贴阻尼胶片及约束板，由于约束板的约束，使结构振动时阻尼层承受较大的剪切变形和一部分拉压变形，从而在合成的交变应力作用下，通过粘弹性阻尼材料长链分子的分子链的破坏而损耗振动能量，进而有效降低薄板结构振动响应。此方法可靠性高、鲁棒性强；在没有显著改变系统的刚度和质量的情况下，有效降低了振动响应共振峰值的幅度。在空间等离子体环境下，空间飞行器结构应采取等电位设计。本技术是在安装板与约束板间采取封闭导电胶的方式，使约束板与安装板及整个飞行器结构满足等电位要求。另外，本方法同时设计在约束板及阻尼胶片上加工较大直径的通孔，使紧固件沉头安装，直接压紧在安装板上，保证了敏感设备在复合阻尼板的安装精度。如图1所示，本技术提供了一种适用于空间飞行器的大面积复合阻尼减振结构，包括:安装板1、约束板2、阻尼层3、导电胶4、螺栓5、螺母6、待减振设备安装法兰7;安装板1、约束板2和阻尼层3均为薄板结构。阻尼层3夹在安装板I和约束板2之间且阻尼层3与安装板I和约束板2粘接为一个整体结构，该整体结构上打有多个灌胶通孔8和沉孔9，所述灌胶通孔8内填充导电胶4，螺栓5穿过所述沉孔9，与螺母6相配合将待减振设备安装法兰7和安装板I固定在一起。阻尼层3采用粘弹性材料，例如ZN-1 丁基橡胶。以某型空间飞行器为例，通过地面试验验证了此种方法的减振效果。试验结果表明，在未采取本技术结构的条件下，安装板上关键测点在150Hz-300Hz的频率范围内的功率谱密度最大值为1.3g2/Hz ;在采取复合阻尼减振方法后，安装板测点的功率谱密度也降低为0.4g2/Hz。由此可见，本技术结构显著改善了空间飞行器在低频范围内关键部位的振动响应，为飞行器结构及产品设备提供了良好的使用环境。【权利要求】1.一种适用于空间飞行器的大面积复合阻尼减振结构，其特征在于包括: 安装板(I)、约束板(2)、阻尼层(3)、导电胶(4)、螺栓(5)、螺母(6)、待减振设备安装法兰(7); 阻尼层(3)夹在安装板(I)和约束板(2)之间且阻尼层(3)与安装板(I)和约束板(2)粘接为一个整体结构，该整体结构上打有多个灌胶通孔(8)和沉孔(9)，所述灌胶通孔(8)内填充导电胶(4)，螺栓(5)穿过所述沉孔(9)，与螺母(6)相配合将待减振设备安装法兰(7)和安装板(I)固定在一起。2.根据权利要求1所述的一种适用于空间飞行器的大面积复合阻尼减振结构，其特征在于:所述阻尼层(3)采用粘弹性材料。3.根据权利要求1或2所述的一种适用于空间飞行器的大面积复合阻尼减振结构，其特征在于:所述安装板(I)、约束板(2)和阻尼层(3)均为薄板结构。4.根据权利要求2所述的一种适用于空间飞行器的大面积复合阻尼减振结构，其特征在于:所述粘弹性材料为ZN-1 丁基橡胶。【文档编号】F16F15/04GK203516585SQ201320554340【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日 【专利技术者】李海岩, 李成祥, 郭剑, 张耀磊, 路鹰, 吕静, 王玉林, 王彬, 孙健, 刘敏华, 彭小波 申请人:中国运载火箭技术研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于空间飞行器的大面积复合阻尼减振结构，其特征在于包括：安装板（1）、约束板（2）、阻尼层（3）、导电胶（4）、螺栓（5）、螺母（6）、待减振设备安装法兰（7）；阻尼层（3）夹在安装板（1）和约束板（2）之间且阻尼层（3）与安装板（1）和约束板（2）粘接为一个整体结构，该整体结构上打有多个灌胶通孔（8）和沉孔（9），所述灌胶通孔（8）内填充导电胶（4），螺栓（5）穿过所述沉孔（9），与螺母（6）相配合将待减振设备安装法兰（7）和安装板（1）固定在一起。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李海岩，李成祥，郭剑，张耀磊，路鹰，吕静，王玉林，王彬，孙健，刘敏华，彭小波，
申请(专利权)人：中国运载火箭技术研究院，
类型：实用新型
国别省市：