航天动力学环境设计与试验指南
作者：吴永亮，何玲，樊世超 编著
出版时间： 2018年版
内容简介
本书系统论述了航天飞行器动力学环境设计、试验环境条件预示与计算等，主要内容包括：航天飞行器在其寿命周期内所经历动力学环境的分类及任务事件、动态激励或动力学环境引起的载荷预示方法、结构环境激励响应预示方法、动力学**预期环境计算方法、动力学环境在**载荷处持续时间的计算方法、动力学环境设计与试验准则、动力学环境试验过程中需要考虑的问题等。本书为航天产品设计人员提供了全面、详尽的动力学环境设计与试验工作指导，对于推动航天技术发展、提升我国航天飞行器产品研制能力具有重要意义。
目录
目录
前言
第1章分类、描述和任务事件 １
1.1动力学环境的分类 １
1.1.1概述 １
1.1.2确定性动力学环境 2
1.1.3随机动力学环境 3
1.2动力学环境描述 4
1.2.1概述 4
1.2.2时间历程 5
1.2.3均值 5
1.2.4线谱 6
1.2.5白谱 6
1.2.6波数谱 7
1.2.7倍频程谱 8
1.2.8**谱 8
1.2.9傅氏谱 8
1.2. 10能量谱 9
1.2. 11冲击响应谱 9
1.2. 12互功率谱的相干函数 10
1.2. 13频率响应和脉冲响应函数 11
1.3动力学环境任务事件 11
1.3.1概述 11
1.3.2运输 12
1.3.3发射前的地震载荷 12
1.3.4风和紊流 13
1.3.5火箭发动机点火超压 14
1.3.6起飞释放载荷 14
1.3.7发动机喷流噪声 14
1.3.8发动机产生的由结构传播的振动载荷 15
1.3.9气动噪声 15
1.3. 10发动机推力瞬变 16
1.3. 11上升过程中的机动载荷 17
1.3. 12 POG()振动 17
1.3. 13固体发动机压力脉动 18
1.3. 14箱体内液体晃动 18
1.3. 15级间和整流罩分离载荷 18
1.3. 16火工品引爆产生的载荷 19
1.3. 17飞行操作过程中产生的载荷 21
1.3. 18在轨运行中的振动载荷 21
1.3. 19行星降落、进入行星大气层及着陆22
1.3.20地表穿透 23
1.3. 21空间碎片和微流星体碰撞 23
1.3. 22环境概要 24
参考文献 25
第2章激励预示分析 26
2.1低频瞬态激励 26
2.1.1分析模型 27
2.1.2外推法 28
2.1.3直接测量法 29
2.1.4评估 30
9.9低频随机激励 30
2.2.1分析模型法 30
2.2.2缩比模型法 30
2.2.3外推法 31
2.2.4亩接测量法 31
2.2.5其他方法 31
2.2.6评估 31
2.3准周期激励 32
2.4外部噪声激励 32
2.4.1声功率法 32
2.4.2声场缩比模型 35
2.4.3外推法 36
2.4.4直接测量法 37
2.4.5评估 37
2.5外部气动激励 38
2.5.1边界层预测法 38
2.5.2风洞缩比模型法 42
2.5.3外推法 43
2.5.4直接测量法 43
2.5.5评估 44
2.6 内部噪声激励 44
2.6.1模态分析法 45
2.6.2统计能量分析法 45
2.6.3动力学缩比模型 51
2.6.4外推法 51
2.6.5直接测量法 52
2.6.6填充因子 52
2.6.7泄压口噪声 53
2.6.8机械振动辐射 54
2.6.**估 54
2.7结构传播式振动激励 55
2.8高频瞬态激励 56
参考文献． 56
第3章响应预示分析 58
3.1低频振动和瞬态响应 58
3.1.1结构动力学模型 60
3.1.2经典正则模态分析方法． 60
3.1.3有限元建模方法 64
3.1.4其他建模方法 66
3.1.5模型验证 67
3.1.6低频响应分析 70
3.1.7组合低频响应 75
3.1.8评估-77
3.1.9高频振动响应 79
3.2.1经典正交模态分析法 80
3.2.2统计能量分析法 81
3.2.3有限元法 88
3.2.4外推法 89
3.2.5直接测量法 92
3.2.6评估 93
3.3高频瞬态响应 93
3.3.1分析模型法 93
3.3.2经验模型法 94
3.3.3统计能量分析法 95
3.3.4外推法 98
3.3.5直接测量法 101
3.3.6评估 102
参考文献 103
第4章**预期环境计算． 106
4.1空间差异——点预示方法 106
4.1.1包络限 108
4.1.2正态容差限 109
4.1.3无分布容差限 113
4.1.4经验容差限 114
4.1.5正态预测限 116
4.1.6评估 118
4.2空间差异——区间预示方法 119
4.2.1频率分辨率带宽的变化 120
4.2.2结构区间的变化 121
4.3多次飞行过程之间的差异 122
4.4容差限超过部分的选择 123
4.5输入运动限值的约束 125
4.5.1基本原理 126
4.5.2输入力控制技术 127
4.5.3输入加速度限制方法 130
4.5.4响应加速度限制方法 132
4.5.5噪声试验 132
4.5.6评估 133
4.6瞬态波形的重构 134
参考文献 135
第5章环境持续时间的计算 138
5.1失效模型 139
5.1.1逆幂律模型 140
5.1.2基于S-N曲线的疲劳损伤模型 141
5.1.3基于裂纹生长速率的疲劳损伤模型 142
5.1.4首次穿越模型 144
5.1.5评估 147
5.2短时噪声与振动载荷的持续时间 147
5.2.1近似流程 147
5.2.2数值计算流程 149
5.2.3多次飞行事件的过程 150
5.2.4评估 151
5.3长时间噪声与振动载荷的持续时间 152
5.3.1加速噪声与振动试验 153
5.3.2耐久性和功能性试验 153
5.3.3环境作用时间和设讣准则 154
参考文献 154
第6章设计与试验准则 156
6.1概述 156
6.2低频振动和瞬态响应 156
6.2.1设计准则 157
6.2.2方案和初样设计阶段 160
6.2.3后期和最终设计 163
6.2.4模态试验 164
6.2.5试验准则 164
6.3高频振动响应 165
6.3.1初始设计 165
6.3.2最终设计 170
6.3.3设计与试验余量 171
6.4高频瞬态响应 174
6.4.1 -般设计考虑 174
6.4.2设计与试验余量 175
参考文献 175
第7章试验总则 177
7.1试验目的177
7.1.1鉴定试验177
7.1.2验收试验178
7.1.3单件首飞试验178
7.2动力学激励事件179
7.2.1短时事件179
7.2.2长持续时间事件180
7.3装配层级181
7.4模拟类别182
7.4.1正弦扫描激励模拟瞬态激励182
7.4.2多轴激励183
7.5试验夹具184
7.5.1小型试件184
7.5.2大型试件184
7.6试验失效的判断185
第8章试验设备与过程要求187
8.1低频振动试验187
8.1.1试验设备187
8.1.2试验程序190
8.2低频瞬态试验192
8.2.1试验设备192
8.2.2试验程序193
8.2.3替代程序194
8.3高频振动试验195
8.3.1试验设备195
8.3.2试验程序196
8.4高频瞬态试验196
8.4.1试验设备196
8.4.2试验程序199
8.5声试验200
8.5.1试验设备200
8.5.2试验程序202
8.6替代动力学试验203
8.6.1联合动力学试验203
8.6.2直接声场法声试验203
参考文献204
