一种导弹与运载火箭模态试验方法
【专利摘要】本发明公开了一种导弹与运载火箭模态试验方法，包括振型解耦测量传感器布置和多激振器激振组合方法，振型解耦测量传感器布置于导弹或运载火箭结构外侧的三个象限线，其中一个象限线粘贴两向敏感传感器，另两个象限线粘贴单向敏感传感器；提取模态在激振点处的振型数据；建立激振点编号对应振型数据的数据表；将数据表的振型数据进行绝对值由大至小排序，同时绑定激振点编号排序；提取排序第一和第二的激振点编号和对应振型数据符号；将优化方案为同一个激振位置的情况进行合并，得到优化的激振组合。本方法降低了传感器测量通道数量，提高了数据采集的有效性，减少了数据采集数据量，降低了数据分析和处理的难度。
【专利说明】
一种导弹与运载火箭模态试验方法
技术领域
[0001]本发明属于导弹与运载火箭动特性测量领域，具体指一种模态试验方法。
【背景技术】
[0002]现有的导弹与运载火箭模态试验方法经过多年的发展已经相当成熟，处于国内外领先水平。导弹与运载火箭模态试验系统组成由数据采集处理系统、激振系统和测量系统部分组成，其中激振系统包括功率放大器，激振器和力传感器。
[0003]数据采集处理系统进行加速度传感器和力传感器信号的采集、处理和分析，数据采集系统产生激振电信号，通过功率放大器驱动激振器对试验件进行激振。同时安装在激振器前的力传感器信号反馈到数据采集系统，数据采集系统再根据反馈力信号调整控制激振力，实现闭环控制。测量系统是用来测量试验件的振动响应，由多个加速度传感器组成。加速度传感器粘贴在试验件上直接感应试验件振动的加速度，将加速度信号变为电压信号，通过电缆传给数据采集处理系统进行信号的采集、处理和分析。
[0004]现有技术的主要特点:
[0005]测点密集，传感器的测量通道成百上千，多数测点是三向敏感传感器。对于导弹与运载火箭基本采用传感器安装在象限线上，一般采用安装在其中一个象限线或是相邻象限线，但其测量数据量大，测量信息复杂，对于耦合模态解耦测量能力不足；
[0006]激振器的使用数量越来越多，对于捆绑型运载火箭而言，激振器数量甚至使用到20多个，频率摸底时激振组合方案增加至200多种，实际条件不允许将所有的激振组合方案都进行频率摸底测试，也没有必要。现在一般是试验人员根据经验选取最优的激振组合方案式进行频率摸底，为防止遗漏多采用较多的激振组合方案进行频率摸底。
【发明内容】
[0007]本发明针对现有技术的不足，提出针对性的解决方案。该方案不仅降低了传感器测量通道数量，还提高了数据采集的有效性，减少了数据采集数据量，降低了数据分析和处理的难度。通过仿真分析手段，在现有的激振器布置方案基础上提取出最有效的激振器组合方案用于频率摸底。
[0008]—种导弹与运载火箭模态试验方法，包括振型解耦测量传感器布置和多激振器激振组合，振型解耦测量传感器布置于导弹或运载火箭结构外侧的三个象限线，其中一个象限线粘贴两向敏感传感器，一个方向敏感轴向，另一个方向敏感导弹弹体或运载火箭箭体切向，另两个象限线粘贴单向敏感传感器，方向敏感导弹弹体或运载火箭箭体切向，每个横截面三个象限线的传感器一致;多激振器激振组合方法包括如下步骤
[0009]步骤一:提取模态在激振点处的振型数据；
[0010]步骤二:建立激振点编号对应振型数据的数据表；
[0011]步骤三:将数据表的振型数据进行绝对值由大至小排序，同时绑定激振点编号排序；
[0012]步骤四:提取排序第一和第二的激振点编号和对应振型数据符号；
[0013]步骤五:将优化方案为同一个激振位置的情况进行合并，得到优化的激振组合。
[0014]所述运载火箭带有捆绑结构时，振型测量传感器布置于捆绑结构的两个象限线，其中一个象限线粘贴两向敏感传感器，另外一个象限线粘贴单向敏感传感器，敏感弹体或是箭体切向，每个横截面两个象限线的传感器一致。
[0015]本发明的有益效果如下:
[0016]可有效避免局部模态对整体模态测量的影响，同时可将横、纵、扭耦合模态解耦测量，减少了传感器数量，降低了数据分析量和分析难度;可以对激振器激振相位实现精准控制，达到频率摸底的高效性和可覆盖性。
【附图说明】
[0017]图1是捆绑运载火箭测点的现有布置示意图；
[0018]图2是本发明的改进布置示意图；
[0019]图3是捆绑运载火箭激振器布置示意图；
[0020]图4是捆绑运载火箭激振器布置俯视图；
[0021]其中:1-试验件2-象限线3-三向敏感传感器4-两向敏感传感器5-单向敏感传感器6-激振器
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明的技术方案做进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明要求保护的范围。
[0023]对于导弹和运载火箭结构以串联方式为主的结构动特性测量，在主结构外侧的三个象限线均布置传感器，其中一个象限线粘贴两向敏感传感器，一个方向敏感轴向，另一个敏感弹体或是箭体切向，另外两个象限线粘贴单向敏感传感器，敏感弹体或是箭体切向，每个横截面三个象限线的传感器高度一致；
[0024]对于运载火箭结构以并列或混合方式的结构动特性测量，在芯级结构外侧的三个象限线均布置传感器，其中一个象限线粘贴两向敏感传感器，一个方向敏感轴向，另一个敏感弹体或是箭体切向，另外两个象限线粘贴单向敏感传感器，敏感弹体或是箭体切向，每个横截面三个象限线的传感器高度一致；
[0025]对于芯级外侧的捆绑结构仅需在两个象限线布置传感器，其中一个象限线粘贴两向敏感传感器，另外一个象限线粘贴单向敏感传感器，敏感弹体或是箭体切向，每个横截面两个象限线的传感器高度一致；
[0026]建立试验分析模型时，将同一截面的两向敏感传感器与相邻象限线的单向敏感传感器建立为一个试验分析模型测点即可。
[0027]可以对激振器激振相位实现精准控制，达到频率摸底的高效性和可覆盖性。
[0028]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专利技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。
【主权项】
1.一种导弹与运载火箭模态试验方法，包括振型解耦测量传感器布置和多激振器激振组合，其特征在于，振型解耦测量传感器布置于导弹或运载火箭结构外侧的三个象限线，其中一个象限线粘贴两向敏感传感器，一个方向敏感轴向，另一个方向敏感导弹弹体或运载火箭箭体切向，另两个象限线粘贴单向敏感传感器，方向敏感导弹弹体或运载火箭箭体切向，每个横截面三个象限线的传感器一致;多激振器激振组合方法包括如下步骤: 步骤一:提取模态在激振点处的振型数据； 步骤二:建立激振点编号对应振型数据的数据表； 步骤三:将数据表的振型数据进行绝对值由大至小排序，同时绑定激振点编号排序； 步骤四:提取排序第一和第二的激振点编号和对应振型数据符号； 步骤五:将优化方案为同一个激振位置的情况进行合并，得到优化的激振组合。2.根据权利要求1所述的模态试验方法，其特征在于，所述运载火箭带有捆绑结构时，振型测量传感器布置于捆绑结构的两个象限线，其中一个象限线粘贴两向敏感传感器，另外一个象限线粘贴单向敏感传感器，敏感弹体或是箭体切向，每个横截面两个象限线的传感器一致。
【文档编号】G01M7/02GK106053000SQ201610559296
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月15日
【发明人】张永亮, 王鹏辉, 陆宏伟, 苏里, 孙英松, 谷志刚
【申请人】北京强度环境研究所, 中国运载火箭技术研究院