一種適用于空間飛行器的大面積復(fù)合阻尼減振結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種適用于空間飛行器的大面積復(fù)合阻尼減振結(jié)構(gòu)，包括：安裝板、約束板、阻尼層、導(dǎo)電膠、螺栓、螺母、待減振設(shè)備安裝法蘭；阻尼層夾在安裝板和約束板之間且阻尼層與安裝板和約束板粘接為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，該整體結(jié)構(gòu)上打有多個(gè)灌膠通孔和沉孔，所述灌膠通孔內(nèi)填充導(dǎo)電膠，螺栓穿過(guò)所述沉孔，與螺母相配合將待減振設(shè)備安裝法蘭和安裝板固定在一起。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)顯著增加了整個(gè)結(jié)構(gòu)的阻尼效應(yīng)，使得空間飛行器大面積薄板結(jié)構(gòu)在諧振頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)響應(yīng)峰值降低60%左右，進(jìn)而有效改善了安裝于薄板結(jié)構(gòu)上的單機(jī)設(shè)備的振動(dòng)環(huán)境。
【專利說(shuō)明】—種適用于空間飛行器的大面積復(fù)合阻尼減振結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種適用于空間飛行器的大面積復(fù)合阻尼減振結(jié)構(gòu)，屬于空間飛行器結(jié)構(gòu)減振【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]空間飛行器的主結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中通常包含大面積薄板結(jié)構(gòu)，且儀器設(shè)備布置于薄板結(jié)構(gòu)上，而飛行器在發(fā)射主動(dòng)段及自主飛行過(guò)程中，均承受多種復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)環(huán)境載荷，主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)的推力脈動(dòng)、跨聲速飛行時(shí)引起的氣動(dòng)噪聲、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火和關(guān)機(jī)等，上述原因造成了儀器設(shè)備較為嚴(yán)酷的振動(dòng)環(huán)境。為了改善產(chǎn)品設(shè)備的振動(dòng)環(huán)境，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括通過(guò)適配器對(duì)火箭有效載荷進(jìn)行整體減振、或?qū)螜C(jī)設(shè)備進(jìn)行局部減振等基本方式。其中，整體減振設(shè)計(jì)主要是對(duì)衛(wèi)星等飛行器的適配器結(jié)構(gòu)采取阻尼減振措施，存在尺寸大、工藝復(fù)雜等問(wèn)題，且不適用于飛行器與運(yùn)載器之間無(wú)適配器對(duì)接的情況；而對(duì)單機(jī)設(shè)備安裝減振器的局部減振，同樣存在由于安裝減振器而影響產(chǎn)品精度及產(chǎn)品散熱問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的技術(shù)解決問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決空間飛行器大面積薄板結(jié)構(gòu)的整體減振問(wèn)題，并基于空間飛行器的等電位要求，設(shè)計(jì)了復(fù)合阻尼板的等電位結(jié)構(gòu)形式，同時(shí)解決了由于使用阻尼材料而造成的敏感設(shè)備的安裝精度問(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:
[0005]一種適用于空間飛行器的大面積復(fù)合阻尼減振結(jié)構(gòu)，其特征在于包括:安裝板、約束板、阻尼層、導(dǎo)電膠、螺栓、螺母、待減振設(shè)備安裝法蘭；
[0006]阻尼層夾在安裝板和約束板之間且阻尼層與安裝板和約束板粘接為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，該整體結(jié)構(gòu)上打有多個(gè)灌膠通孔和沉孔，所述灌膠通孔內(nèi)填充導(dǎo)電膠，螺栓穿過(guò)所述沉孔，與螺母相配合將待減振設(shè)備安裝法蘭和安裝板固定在一起。
[0007]所述阻尼層采用粘彈性材料。所述粘彈性材料為ZN-1 丁基橡膠。
[0008]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0009](I)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)顯著增加了整個(gè)結(jié)構(gòu)的阻尼效應(yīng)，使得空間飛行器大面積薄板結(jié)構(gòu)在諧振頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)響應(yīng)峰值降低60%左右，進(jìn)而有效改善了安裝于薄板結(jié)構(gòu)上的單機(jī)設(shè)備的振動(dòng)環(huán)境。
[0010](2)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了復(fù)合阻尼板的等電位結(jié)構(gòu)形式，克服了由于非金屬材料不導(dǎo)電而造成空間飛行器結(jié)構(gòu)可能存在孤立導(dǎo)體的問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)復(fù)合阻尼板安裝孔的沉頭設(shè)計(jì)，保證了敏感設(shè)備在復(fù)合阻尼板結(jié)構(gòu)上的安裝精度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0012]本實(shí)用新型針對(duì)空間飛行器大面積薄板結(jié)構(gòu)的減振要求，提出了復(fù)合阻尼板減振結(jié)構(gòu)，突破了傳統(tǒng)減振方式，有效降低了飛行器關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)，為飛行器環(huán)境改善提出了嶄新的設(shè)計(jì)思路；同時(shí)，基于空間飛行器的等電位要求，本實(shí)用新型創(chuàng)新設(shè)計(jì)了復(fù)合阻尼層的等電位結(jié)構(gòu)形式，且解決了敏感設(shè)備在復(fù)合阻尼層的安裝精度問(wèn)題。
[0013]為降低空間飛行器中的大面積薄板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)峰值，本實(shí)用新型的總體設(shè)計(jì)思路是在薄板結(jié)構(gòu)上粘貼阻尼膠片及約束板，由于約束板的約束，使結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)阻尼層承受較大的剪切變形和一部分拉壓變形，從而在合成的交變應(yīng)力作用下，通過(guò)粘彈性阻尼材料長(zhǎng)鏈分子的分子鏈的破壞而損耗振動(dòng)能量，進(jìn)而有效降低薄板結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)。此方法可靠性高、魯棒性強(qiáng)；在沒(méi)有顯著改變系統(tǒng)的剛度和質(zhì)量的情況下，有效降低了振動(dòng)響應(yīng)共振峰值的幅度。
[0014]在空間等離子體環(huán)境下，空間飛行器結(jié)構(gòu)應(yīng)采取等電位設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型是在安裝板與約束板間采取封閉導(dǎo)電膠的方式，使約束板與安裝板及整個(gè)飛行器結(jié)構(gòu)滿足等電位要求。另外，本方法同時(shí)設(shè)計(jì)在約束板及阻尼膠片上加工較大直徑的通孔，使緊固件沉頭安裝，直接壓緊在安裝板上，保證了敏感設(shè)備在復(fù)合阻尼板的安裝精度。
[0015]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種適用于空間飛行器的大面積復(fù)合阻尼減振結(jié)構(gòu)，包括:安裝板1、約束板2、阻尼層3、導(dǎo)電膠4、螺栓5、螺母6、待減振設(shè)備安裝法蘭7;安裝板1、約束板2和阻尼層3均為薄板結(jié)構(gòu)。
[0016]阻尼層3夾在安裝板I和約束板2之間且阻尼層3與安裝板I和約束板2粘接為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，該整體結(jié)構(gòu)上打有多個(gè)灌膠通孔8和沉孔9，所述灌膠通孔8內(nèi)填充導(dǎo)電膠4，螺栓5穿過(guò)所述沉孔9，與螺母6相配合將待減振設(shè)備安裝法蘭7和安裝板I固定在一起。阻尼層3采用粘彈性材料，例如ZN-1 丁基橡膠。
[0017]以某型空間飛行器為例，通過(guò)地面試驗(yàn)驗(yàn)證了此種方法的減振效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，在未采取本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的條件下，安裝板上關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)在150Hz-300Hz的頻率范圍內(nèi)的功率譜密度最大值為1.3g2/Hz ;在采取復(fù)合阻尼減振方法后，安裝板測(cè)點(diǎn)的功率譜密度也降低為0.4g2/Hz。由此可見(jiàn)，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)顯著改善了空間飛行器在低頻范圍內(nèi)關(guān)鍵部位的振動(dòng)響應(yīng)，為飛行器結(jié)構(gòu)及產(chǎn)品設(shè)備提供了良好的使用環(huán)境。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于空間飛行器的大面積復(fù)合阻尼減振結(jié)構(gòu)，其特征在于包括: 安裝板(I)、約束板(2)、阻尼層(3)、導(dǎo)電膠(4)、螺栓(5)、螺母(6)、待減振設(shè)備安裝法蘭(7); 阻尼層(3)夾在安裝板(I)和約束板(2)之間且阻尼層(3)與安裝板(I)和約束板(2)粘接為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，該整體結(jié)構(gòu)上打有多個(gè)灌膠通孔(8)和沉孔(9)，所述灌膠通孔(8)內(nèi)填充導(dǎo)電膠(4)，螺栓(5)穿過(guò)所述沉孔(9)，與螺母(6)相配合將待減振設(shè)備安裝法蘭(7)和安裝板(I)固定在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于空間飛行器的大面積復(fù)合阻尼減振結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述阻尼層(3)采用粘彈性材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種適用于空間飛行器的大面積復(fù)合阻尼減振結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述安裝板(I)、約束板(2)和阻尼層(3)均為薄板結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于空間飛行器的大面積復(fù)合阻尼減振結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述粘彈性材料為ZN-1 丁基橡膠。
【文檔編號(hào)】F16F15/04GK203516585SQ201320554340
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】李海巖, 李成祥, 郭劍, 張耀磊, 路鷹, 呂靜, 王玉林, 王彬, 孫健, 劉敏華, 彭小波 申請(qǐng)人:中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院