(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211057327.3 (22)申请日 2022.08.31 (71)申请人 中国运载火箭 技术研究院 地址 100076 北京市丰台区南大红门路1号 (72)发明人 张家雄　张华山　陈雅曦　周正阳　 韩金鹏　杜志博　黄晓晨　陈尚　 李昊　穆星科　杜刚　王彬　谭珏　 周晓丽　张月玲　韩旭　曹晓瑞　 杨勇　朱永贵　罗臻　 (74)专利代理 机构 中国航天科技专利中心 11009 专利代理师 陈鹏 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/20(2020.01)G06F 30/23(2020.01) G06F 119/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 113/28(2020.01) G06F 113/24(2020.01) (54)发明名称 一种空天 飞行器微振动试验条件获取方法 (57)摘要 一种空天飞行器微振动试验 条件获取方法， 搜寻飞行器在轨工作过程中的微振动扰源； 对微 振动扰源进行分类， 确定无法避开的扰源； 开展 无法避开的扰源的微振动环境测量试验， 获取扰 源的最大振动环境时域曲线； 建立微振动响应分 析有限元模型； 开展瞬态响应分析， 确定精密仪 器的微振动响应； 将精密仪器的微振动响应时域 曲线转化为频域曲线， 并进行包络设计,得到精 密仪器的微振动试验条件， 用于后续试验 验证。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 115455562 A 2022.12.09 CN 115455562 A 1.一种空天 飞行器微振动试验条件获取 方法， 其特 征在于包括： 搜寻飞行器在轨 工作过程中的微振动扰源； 对微振动扰源进行分类， 确定无法避开的扰源； 开展无法避开的扰源的微振动环境测量试验， 获取扰源的最大振动环境时域曲线； 建立微振动响应分析有限元模型； 开展瞬态响应分析， 确定精密仪器的微振动响应； 将精密仪器的微振动响应时域曲线转化为频域曲线， 并进行包络设计,得到精密仪器 的微振动试验条件， 用于后续试验 验证。 2.根据权利要求1所述的一种空天 飞行器微振动试验条件获取 方法， 其特 征在于： 所述微振动 扰源包括但不限于频段0.5Hz ‑500Hz内对飞行器精密仪器有影响的振动及 冲击环境， 具体为热控泵工作振动、 流体管路流体振动、 飞轮工作振动、 发动机开机振动、 太 阳帆板展开振动、 对 日定向振动、 火工品解锁冲击； 对所有振动及冲击环境的频段、 冲击加 速度进行统计整理。 3.根据权利要求2所述的一种空天 飞行器微振动试验条件获取 方法， 其特 征在于： 根据扰源强度及产生 时间进行分类， 若扰源对精密仪器工作无影响， 则可去除； 若扰源 生成时段与精密仪器工作时段错 开， 则可去除； 去除后剩余扰源为无法避开的扰源。 4.根据权利要求3所述的一种空天 飞行器微振动试验条件获取 方法， 其特 征在于： 所述微振动环境测量试验开展前， 设置边界条件， 具体为： 将扰源部件与试验工装连接， 并与微振动测量台 固定连接； 保证试验环境 为静默状态； 选取采样率、 频率范围、 量 程、 分辨率满足需求的加速度传感器。 5.根据权利要求 4所述的一种空天 飞行器微振动试验条件获取 方法， 其特 征在于： 所述微振动环境测量试验中， 将扰源部件置于工作状态， 采集扰源与试验工装处的加 速度响应形成加速度时域曲线， 完成测量试验后， 统计扰源的微振动环境测量试验结果， 获 取扰源的最大振动环境时域曲线； 其中， 若扰源部件包括一种以上工作模式， 微振动环境测量试验覆盖全部工作模式； 若 扰源部件包括一种以上子部件， 微振动环境测量试验覆盖全部子部件的所有工作状态组 合。 6.根据权利要求5所述的一种空天 飞行器微振动试验条件获取 方法， 其特 征在于： 建立微振动响应分析有限元模型， 其中： 确定对应模拟工具模拟细长杆件、 板 壳结构， 建模完成后， 通过有限元模型开展模态分 析， 将模态分析结果与微振动环境测量试验结果进行对比， 当模态分析结果与微振动环境 测量试验结果满足模态频率差值要求时， 确定有限元模型， 否则对有限元模型进行修正直 至满足模态频率差值要求； 其中， 模态分析 结果通过全飞行器模态试验测量得到 。 7.根据权利要求6所述的一种空天 飞行器微振动试验条件获取 方法， 其特 征在于： 所述模态频率差值要求 为前三阶模态频率相差 5％以内。 8.根据权利要求7 所述的一种空天 飞行器微振动试验条件获取 方法， 其特 征在于： 基于有限元模型进行瞬态分析， 选取最大振动环境时域曲线为激励， 边界条件设置为权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115455562 A 2自由状态， 模态阻尼比固定， 根据瞬态分析频率上限确定 分析步长， 计算精密仪器安装处的 各工况下的加速度响应时域曲线。 9.根据权利要求8所述的一种空天 飞行器微振动试验条件获取 方法， 其特 征在于： 将微振动响应时域曲线转化为动态放大因子Q＝20频域内的冲击响应谱， 将频域加速 度除以20， 并对所有工况 的频域加速度曲线进行包络， 根据预设安全系 数计算确定精密仪 器的微振动试验条件。 10.根据权利要求9所述的一种空天 飞行器微振动试验条件获取 方法， 其特 征在于： 获取精密仪器的微振动试验条件后， 根据空天飞行器试验任务需求开展全飞行器或者 部段级微振动环境验证试验， 试验对象为扰源部件、 精密仪器、 飞行器结构或部段级结构， 边界条件为自由悬挂， 悬挂装置的频率小于飞行器自由状态一阶频率的1/6， 开展全飞行器 或者部段级微振动环境验证试验后， 将扰源部件置于工作状态， 测量精密仪器安装处的加 速度响应并转化为微振动频域加速度曲线， 确认微振动试验条件的包络性， 若包络性为可 以包络， 则为微振动试验条件闭环， 否则修改精密仪器的微振动试验 条件， 重新开展全飞行 器或者部段级微振动环境验证试验。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115455562 A 3