冲击环境下航天电子产品的结构减振设计.pdfVIP

第一届空间仪器国际学术会议 !!!!兰!!!!!!!!!堕!!!竺!!!!竺!!!!!!塑!!!!!!!!竺!!堡 冲击环境下航天电子产品的结构减振设计 陈靖 (上海航天电子有限公司上海市201800) 摘要：大量级的冲击对卫星I二电子仪器内部的继电器、晶体等敏感元器件的影响是极大的，很容易造成单点破坏，这里面 既有结构抗振能力的不足，也有元器件自身选用的问题，本文结合几个实例，探讨冲击环境下的结构减振设计。 关键词：冲击：敏感元器件：破坏：减振 1引言 F面结合实例xx—xx火工控制装置探讨以上三个方 面对结构抗振设计的影响。 冲击是指在远短于系统固有振动周期的时间内，系 2．1．1结构传力路径设计 统内部的部件状态或外部的环境发生突然变化。飞机 图1和图2分别为xx．xx火工控制装置的原始结构 着陆、车辆相撞、航天发射、冲压：[件等过程都包含 和优化后的结构设计方案，优化后的结构与原始结构 着冲击。强冲击会使系统功能失效或损坏，研究冲击 相比去除了下面的4根立柱。分析传力路径，图1中， 条件下的减振防护具有现实的‘[程意义”】。 载荷首先通过安装脚由底板传至外罩和4根下立柱， 2结构减振设计 由外罩传递的载荷经过顶板传递至4根上立柱，最后 2．1结构刚度 传至电源板，由卜+立柱传递的载荷直接传至电源板： 众所周知，激励频率等于系统的某一阶固有频率时 图2中，载荷通过安装脚由底板传至外罩，由外罩传 会发生共振现象。共振最主要的特征就是响应的振幅 递的载荷经过项板传递至四根上立柱，最后传至电源 达到峰值。对于机械系统，大振幅意味着不期望出现 板，优化后的结构与原始结构相比明显减少了4条传 的大的应变和大的应力，这些都会造成系统的破坏。 冈此，在任何机械系统中都必须避免共振的发生。在 力路径，电源板所接收的力学载荷输入量级明显减小。 大多数情况下，激励的频率是无法控制的，因为它是 与系统或者机械的设计功能对应的(航天电子产品的 试验频率范围和量级是火箭发射遥测数据得到的)。因 此我们必须重点研究控制机械系统的固有频率，以避 免共振。 ●_-___________一 固有频率m。=4k／m，公式表明质量m或者刚度 k的变化都会引起系统固有频率的改变”】。在许多实际 情况中，质量是不能轻易改变的，因为它的值是由系 图1原始结构设计方案 统的功能要求决定的(星上产品结构件的结构形式基 本是确定的，单机质量要有较大的改善不容易)。岗此， 为使机械系统的固有频率发生变化，最经常采取的措 施是改变系统的刚度”1。 从刚度方面来看，在激振力的作用F，7i器件安装 位置处的响应幅值的人小又与结构传力路径的设计、 、二， o、 。’“ vJ 冗器件安装位置的选取以及元器件安装处周边的局部