《卫星虚拟样机振动仿真分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《卫星虚拟样机振动仿真分析（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、卫星虚拟样机振动仿真分析本实例主要练习如何在振动模型上定义输入通道、载荷激活、输出通道以及如何在后处理模块中进行结果后处理和振动模型的参数化计算方面的内容。本例模型如图 1-1 所示，由电池板 1（Panel_1） 、电池板 2（Panel_2） 、太空仓（Bus） 、卫星转接器（Payload_adapter）和试验台（Test_base）5 个构件组成，在这些构件之间采用阻尼连接。图 1-1 卫星振动分析模型（1）启动 ADAMS/View，在欢迎对话框中选择打开文件选项 open database，找到 satellite.bin 文件。（2）单击菜单项 settings 选项，选择其中
2、的 interface style-classic 转换到经典界面。（3）熟悉模型。可以通过菜单 ToolsModel Topology Map 来查看模型之间的关系，该模型的约束由两个旋转副和一个固定副组成，在电池板 1、电池板 2 与太空仓之间分别有一个旋转副，在试验台和大地之间有一个固定副，另外该模型还由 8 个柔性连接组成，在太空仓和卫星转接器之间有 3 个阻尼器（Bushing） ，在卫星转接器和试验台之间有 3 个阻尼器，在电池板与太空仓之间有两个卷曲弹簧。其中阻尼器的参数都是用设计变量参数化的，可以在图形区双击阻尼器，打开阻尼器的编辑对话框，如图 1-2 所示，从中可以看到阻尼器
3、的刚度系数、阻尼系数等都是用设计变量来代替的，这些设计变量是trans_stiff、trans_damp、rot_damp、base_stiff 和 base_damp，可以通过菜单BuildDesign VariablesModify 来查看这些设计变量的值。图 1-2 编辑阻尼器对话框（4）确定已取消重力加速度。单击菜单 SettingsGravity 后，如果已勾选了重力计算选项，请将其取消。（5）加载振动插件。单击菜单 ToolsPlugin Manager 后，在弹出的加载插件对话框中选择 ADAMS/Vibration，单击 OK 按钮。（6）运行仿真。单击主工具栏中的仿真按钮，然
4、后将仿真时间设置为 20S，仿真步数为 500，单击开始仿真按钮，可以看到两个电池板在水平位置来回摆动，这是由于在卷曲弹簧上添加了预载荷，可以在图形区双击卷曲弹簧，在弹出的编辑对话框中可以看到卷曲弹簧的 Angle at Preload 项设置为 90.0，如图 1-3 所示。图 1-3（7）加载重力加速度。单击菜单 SettingsGravity 后，勾选重力加速度项，并单击 Y 按钮，此时在 Y 输入框中出现-9806.65，如图 1-4 所示。图 1-4（8）创建第一个输入通道和激励，并在转接器上创建一个侧向的激励。单击菜单 VibrationBuildInput ChannelNew，
5、弹出创建输入通道对话框，如图 1-5 所示，在 Input Channel Name 输入框中输入.satellite.Input_x，选择激励方式为 Force，在 Input Marker 输入框中单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择 MarkerBrowse，或在输入框中直接双击鼠标左键，然后弹出数据库导航对话框，在数据库导航对话框中双击 Payload_adapter，再选择reference_point，并单击 OK 按钮，请注意 reference_point 位于Payload_adapter 的底部中心位置。选择 Translational 项，将载荷定义为力而非力矩，在 Forc
6、e Direction 中选择 Global 和 X 项，将力定义成沿着总体坐标系的x 轴方向。将激励器的参数（Actuator Paramters）项设置为 Swep Sine，在Force Magnitude 输入框中输入 1，在 Phase Angle 输入框中输入 0，单击 OK 按钮后就创建了第一个输入通道和激励。图 1-5 创建第一个输入通道和激励（9）创建第二个输入通道和激励，在转接器上创建一个竖直方向的激励。单击菜单 VibrationBuildInput ChannelNew，在 Input Channel Name 输入框中输入.satellite.Input_y，选择激励
7、方式为 Force，在 Input Marker 输入框中单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择 MarkerBrowse，然后弹出数据库导航对话框，在对话框中双击 Payload_adapter，再选择 reference_point，并单击OK 按钮，选择 Translational 项，在 Force Direction 中选择 Global 和 Y 项，将力定义成沿着总体坐标系的 y 轴方向。将激励器的参数（Actuator Paramters）项设置为 Swep Sine，在 Force Magnitude 输入框中输入 1，在 Phase Angle 输入框中输入 0，单击 OK 按钮后
8、就创建了第二个输入通道和激励。（10）创建第三个输入通道和激励，在转接器上创建一个加速度激励。单击菜单 VibrationBuildInput ChannelNew，如图 1-6 所示，在 Input Channel Name 输入框中输入.satellite.Input_accel_y，选择激励方式为Kinematic，在 Input Marker 输入框中单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择MarkerBrowse，然后弹出数据库导航对话框，在对话框中双击Payload_adapter，再选择 reference_point，并单击 OK 按钮，选择 Translational和 accele
9、ration 项，方向设置成 Global 和 Y 项，将激励定义成加速度，方向沿着总体坐标系的 y 轴方向。将激励器的参数（Actuator Paramters）项设置为Swep Sine，在 Magnitude 输入框中输入 9806.65，在 Phase Angle 输入框中输入 0，单击 OK 按钮后就创建了第三个输入通道和激励。图 1-6 创建第三个输入通道和激励（11）创建第一个输出通道。单击 VibrationBuildOutput ChannelNew，弹出创建输出通道对话框，如图 1-7 所示，在 Output Channel Name 输入框中输入.satellite.p1
10、_center_x_dis，输出函数类型为 Predefined，在 Output Marker 输入框中单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择 MarkerBrowse，然后弹出数据库导航对话框，在数据库导航对话框中双击 Panel_1，再选择center，并单击 OK 按钮，该 Marker 点位于 Panel_1 的中心位置。再将 Global Component 选择为 Displacement 项，将位移方向设置为 x，单击 OK 按钮后就创建了第一个输出通道。图 1-7 创建第一个输出通道（12）按照相同的方式，根据表 1-1 中所列的内容创建其他的输出通道。表 1-1 例子中的输出通道
11、Output Channel NameOutput MarkerGlobal Component.satellite.p2_center_x_dispanel_2.centerDisplacementx.satellite.p1_center_x_dispanel_1.cornerDisplacementx.satellite.p1_corner_x_velpanel_1.cornerVelocityx.satellite.p1_corner_x_accpanel_1.cornerAccelerationx.satellite.p1_corner_y_accpanel_1cornerAccel
12、erationy.satellite.p1_corner_z_accpanel_1.cornerAccelerationz.satellite.ref_x_accpayload_adapter.cmAccelerationx.satellite.ref _y_accpayload_adapter.cmAccelerationy.satellite.ref_z_accpayload_adapter.cmAccelerationz(13) 仿真计算。单击 VibrationTestVibration Analysis 后，弹出运行振动分析对话框，如图 1-8 所示，在 New Vibration
13、Analysis 输入框中输入仿真名称.satellite.vertical，将 Operating Point 设置为 Assembly，再选择 Forced Vibration Analysis 和 Damping 项，在 Input Channels 下的输入列表中单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择 Input ChannelGuessesInput_y，在 Output Channels 下的输入列表中单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择 Output ChannelGuesses-*，可以把所有已经定义的输出选择，再选中 Logarithmic Spacing of Steps 项，将计算
14、频率 Begin 设置为 0.1，End 设置为 1000，步数 Steps 设置为 400，单击 Ok 按钮开始计算。图 1-8 运行振动分析对话框(14)在后处理模块中查看系统的模态。单击主工具栏上的 按钮，或按 F8 键进入后处理模块，将数据源 Source 设置为 System Modes（系统模态），在 Eigen 列表中选中 ELEN_1，单击 Add Scatters 按钮后，就可以看到系统的模态，如图 1-9 所示，由于存在阻尼，所以该模态是复数模态。单击按钮，然后在图形区移动鼠标就会自动捕捉到相应的特征值点，由此就可以看到每个特征值点的实部值（Real）和虚部值（Imagin
15、ary）及对应的频率（Freq） 。单击菜单 Plot-Creat Scatter Plot with Eigen Table 就可以列表的形式显示出系统的模态信息。图 1-9 查看系统的模态（15）查看模态参与因子。先单击 Clear Plot 按钮，将已有的图形删除，再将Source 项设置为 Modal Partcipation，在 Input Channels 列表中选择激励 Input_y,在 Output Channels 列表中选择某个输出，在 Modes 列表中选择要查看的模块阶数，单击 Add Sctters 按钮后，就可以看到某阶模态对输出贡献量曲线（模态参与因子） ，如图
16、 1-10 所示。图 1-10 模态参与因子（16）查看频响函数。单击 Clear Plot 按钮，将已有的曲线删除，再将 Source设置为 Frequency Response，选择 Input Channels 列表中的 Input_y，在 Output Channels 列表中选择某个要查看的频响函数，单击 Add Curves 按钮后，就可以绘制出某个输出通道的频率响应函数，如图 1-11 所示。如果将 Source 设置为PSD 或 Transfer Function，可以绘制功率谱密度函数曲线或传递函数曲线。图 1-11 频响函数（17）查看模态动画。将左上角的处理类型设置为 Anamiation，在动画区单击鼠标右键，右键快捷菜单中选择 Load Vibration Animation 项，再选择 Normal Mode Animation 项就可以查看各阶模态的振型，如图 1-12 所示。图 1-12 模态动画（18）计算输入通道 Input_x 的响应。单击 F8 键从后处理模块进入 View 模块
