前言

随着我国载人航天事业的蓬勃发展，越来越多的航天产品需要进行自主研发与设计。一方面，由于火箭发射过程中要经历严酷的振动环境，因此在产品结构设计时振动环境是考虑的重要因素[1-3]，特别是当前空间站产品振动环境试验条件相比飞船更为苛刻。另一方面，载人航天产品复杂性越来越高，给航天产品的研制带来了很大的挑战。当前对于新型航天产品，结构设计模式如下：首先为产品设计阶段，然后投产，然后进行试验。如果产品能满足试验要求，则为最终方案。如果无法满足试验要求，则返回进行改进设计，然后再投产，再试验。这个改进过程往往是凭经验进行，改进过程具有一定盲目性，可能会造成改进后产品仍然不能满足环境试验要求。而如果我们在改进设计阶段利用仿真技术，则可以避免更改的盲目性，同时可能降低多次投产的研制成本与周期[4]。在改进设计阶段应用仿真手段具有一大优势是，此时对于复杂航天产品已经获得一定的试验数据参考，可以对有限元模型进行修正[5]，有限元模型更加准确，从而使改进方案会更加有效。

1 任务背景

本文研究对象是某航天装置，其安装形式为通过底板周围一圈螺栓固定，其结构形式有如下特点：大部分单机通过螺钉直接与底板相连，单机分布较为密集，同时也含有双层支架结构。

  

图1 应用仿真手段的航天产品改进设计流程图

最初产品进行正弦振动试验，在单机安装点附近布置25个测点，进行特征级扫描试验和鉴定级试验输出三个方向测点响应曲线，图2仅列出最为关心的发射方向X向数据。试验结果表明，特征级曲线显示X、Y、Z向100 Hz内有共振，三个方向鉴定级正弦试验时单机安装点响应普遍较大，二层支架上单机安装点附近响应放大倍数更大，其中X向最大值为二层支架上的A16号测点，响应值达到30 g，不能满足鉴定级测点响应小于20 g的要求。

最初装置不能满足环试要求，因而需要对其进行改进设计。改进思路是根据产品结构特点提出底板改进方案，然后利用仿真验证底板改进方案是否有效，并根据仿真结果发现结构的其他局部薄弱处，并给出改进方案。

目前装配式建筑在进行招标评标时存在招投标双方信息不对称的情况。这主要是由于装配式建筑是一项新兴的建筑施工工艺，很多招标人对此缺乏经验和相关的技术储备，而一些投标人则存在对招标人进行技术欺骗等问题，严重影响了投标的规范性。同时由于装配式建筑的推广范围还比较有限，能够满足投标资质要求的投标方数量不足，因此投标人之间存在围标或者串标的情况，不利于装配式建筑招投标工作的有序开展。

  

图2 最初正弦振动试验结果

  

图3 底板改进方案

2 解决方案

2.1 有限元建模

1）本文应用仿真手段对某航天装置进行结构改进设计，改进后各项指标参数能够满足要求，试验结果与仿真结果较为一致，表明本文所述方法合理有效。

根据仿真分析结果提出局部改进方案，主要通过加强筋来实现加强双层支架刚度的目的。

2.2 模态分析

对该装置进行模态分析，模态分析结果表明结构100 Hz内不存在含底板振动的整体模态，但存在两阶局部模态，均为双层支架结构水平方向的摆动模态。因此根据仿真结果提出双层支架局部加强方案，然后再进行仿真分析来确认加强后支架刚度能够满足要求。

2.3 局部改进方案

对比实验组与参照组躁狂症危险因素评分数据，实验组动作、言语、情绪、敌对、妄想、性兴趣、幻觉等危险因素评分高于参照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

3 试验验证

2）本文研究工作表明仿真不仅可以验证产品设计，还可以指导产品改进设计。但同时我们还有一些工作要做，首先仿真要做“准”，这就要求我们应用中明确仿真流程，使仿真工作“规范化、标准化”，最终实现仿真与设计的交互。

  

图4 有限元模型

  

图5 模态分析结果

  

图6 双层支架局部加强方案

  

图7 双层支架结构加强后仿真分析结果

  

图8 改进后正弦振动试验结果

 

表1 双层支架仿真结果与试验结果对比

  

阶数 仿真结果 试验结果 误差一阶 131.1 Hz 131.5 Hz 0.3 %二阶 160.7 Hz 153.9 Hz 4.4 %

试验结果与仿真结果相比，误差在5 %以内，说明本文根据仿真手段航天装置结构改进设计方案合理有效。

2）双层支架加强方案试验结果与仿真结果对比

4 结论

对该航天装置进行结构有限元建模[6]，有限元模型如图4所示。

1）改进后三个方向100 Hz以内均没有明显共振，X向鉴定级最大响应由改进前30 g，下降到改进后15 g以内。

参考文献:

李碧华以女性特有的敏锐在小说中融入现代港人内心深处的香港意识，但其港人的身份在加剧这种意识的同时亦使得香港的本土意识在传统与现代两相对照中渐趋含混化了。

[1]马兴瑞, 于登云, 韩增尧, 等. 星箭力学环境分析与试验技术研究进展[J]. 宇航学报, 2006, 27(3): 323-331.

一日中饭后，喜姑正在家里闲着，就想着去香娭毑家里喝茶，然后晚上一起去师傅家里学戏，一出《刘海砍樵》，还只学了一半呢！就在这时，宝刚爹来了，宝刚爹站在门外，嗡声嗡气地喊，喜姑，喜姑，你姐要你去我家里坐坐。

[2]孟光, 周徐斌，苗军. 航天重大工程中的力学问题. [J]. 力学进展,2016, 46(1): 267-322.

这些硬件设施的投入究竟有怎样的效果？他高兴地介绍道，“可见即可传”的视频监控对海事监管是至关重要的，一旦在辖区水域发生险情，应急救援的专家可以调取不同角度的实时画面，对险情进行研判处置，同时在发现船舶违法时，高清视频可作为证据备份追责。

[3]邱吉宝, 王建民, 谭志勇, 等. 航天器结构动态优化设计仿真技术[J]. 强度与环境, 2003，30（2）: 6-16.

[4]王春旺, 傅岚, 高峰, 等. 某航天装置的动态特性分析与结构修改[J]. 航天医学与医学工程, 2009, 22(6): 412-416.

[5]张令弥. 动态有限元模型修正技术及其在航空航天结构中的应用[J].强度与环境, 1994(2),10-17.

[6]王钰栋, 金磊, 洪清泉, 等. HyperMesh & HyperView应用技巧与高级实例[M]. 北京: 机械工业出版社, 2012.