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第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 面临问题及解决方法 3

1.2.1 导弹结构动力学建模问题 3

1.2.2 全尺寸模态试验及其重要性 4

1.2.3 模型修正问题 6

1.2.4 伺服弹性问题 7

1.3 战术导弹结构动力学工程问题 8

1.3.1 空间弯曲导弹弹性振动数学模型 8

1.3.2 截面剪切系数计算的新进展 8

1.3.3 活动式连接结构模态试验 8

1.3.4 工作模态识别 9

1.3.5 轴向运动效应的影响 9

1.4 章节安排 10

参考文献 11

第2章 结构动力学建模与分析 12

2.1 概述 12

2.2 动力学方程 12

2.3 动力学建模 13

2.3.1 结构刚度的等效 14

2.3.2 质量和转动惯量的选取 16

2.3.3 固体推进剂的影响 17

2.3.4 发动机摆动喷管的构建 17

2.3.5 分枝梁的构建 18

2.3.6 局部结构的影响 18

2.3.7 局部非线性因素 19

2.3.8 温度的影响 19

2.3.9 轴向载荷的影响 19

2.3.10 横向—扭转—纵向模态耦合 20

2.3.11 阻尼效应 20

2.3.12 利用模态综合法增加部件 21

2.3.13 基于试验结果的模型修正 21

2.4 模态参数求解 22

2.4.1 固有频率和阻尼比 22

2.4.2 振型和振型斜率 23

2.4.3 模态质量和模态刚度 24

2.4.4 模态剪力和模态弯矩 25

2.5 示例 25

2.5.1 导弹建模 26

2.5.2 刚度建模 26

2.5.3 质量建模 28

2.5.4 分枝梁建模 29

2.5.5 模态结果 30

参考文献 32

第3章 模态试验 33

3.1 概述 33

3.2 模态试验原理 33

3.3 全弹模态试验 35

3.3.1 支承系统 36

3.3.2 激励系统 38

3.3.3 激励和响应的考虑 39

3.3.4 测试设备 43

3.3.5 试验程序 45

3.3.6 试验数据分析 47

3.3.7 试验结果检验 48

3.4 简易模态试验 50

3.4.1 试验方法 50

3.4.2 局限性 50

3.5 部件模态试验 50

3.5.1 典型部件模态试验 51

3.5.2 试验注意事项 52

3.6 缩比模型试验 52

3.6.1 缩比模型设计准则 53

3.6.2 缩比模型试验实践中的考虑 61

参考文献 63

第4章 结构动力学模型修正 64

4.1 概述 64

4.2 模型修正传统方法 65

4.2.1 矩阵摄动法 65

4.2.2 Berman法 66

4.2.3 灵敏度法 67

4.3 结构动力学灵敏度分析 68

4.3.1 模型介绍 68

4.3.2 算例 68

4.3.3 小结 71

4.4 基于链式算法的模型修正方法 72

4.4.1 修正方法 72

4.4.2 算例 73

4.4.3 小结 75

4.5 基于遗传算法的模型修正方法 76

4.5.1 修正方法 76

4.5.2 算例 77

4.5.3 小结 79

4.6 基于单纯形算法的模型修正方法 79

4.6.1 修正方法 79

4.6.2 算例 81

4.6.3 小结 83

4.7 基于Pareto最优的模型修正方法 83

4.7.1 修正方法 83

4.7.2 算例 84

4.7.3 小结 87

4.8 基于相似结构的模型修正方法 87

4.8.1 修正方法 88

4.8.2 算例 89

4.8.3 小结 90

4.9 结语 90

参考文献 92

第5章 全弹弹性设计模型 93

5.1 概述 93

5.2 弹性振动运动方程 94

5.2.1 横向弹性振动方程 94

5.2.2 扭转弹性振动方程 98

5.3 起飞及分离初始值 99

5.3.1 起飞初始值 99

5.3.2 分离初始值 104

参考文献 105

第6章 动力学传递特性试验 106

6.1 概述 106

6.2 单元传递特性测量试验 107

6.2.1 惯组小系统传递特性测量试验 107

6.2.2 执行机构传递特性测量试验 113

6.3 机械阻抗测量试验 116

6.3.1 机械阻抗的定义 116

6.3.2 机械阻抗测量 122

6.3.3 全尺寸导弹的阻抗测量 124

6.4 全弹伺服弹性试验 124

6.4.1 开环试验 125

6.4.2 闭环试验 129

参考文献 131

第7章 结构动力学若干工程问题 132

7.1 “双模态”现象 132

7.1.1 导弹弹性振动动力学建模 132

7.1.2 弹性振动方程求解 134

7.1.3 弹性振动对姿态控制的影响 135

7.1.4 讨论 137

7.1.5 小结 138

7.2 截面剪切系数计算 138

7.2.1 新的计算截面剪切系数的表达式 139

7.2.2 与Cowper解的比较 144

7.2.3 小结 146

7.3 活动式连接结构模态试验 146

7.3.1 连接刚度因素分析与载荷施加方案 147

7.3.2 连接结构刚度影响因素分析 147

7.3.3 载荷施加方案 147

7.3.4 试验方法与结果分析 149

7.3.5 小结 151

7.4 工作模态识别 151

7.4.1 工作模态发展现状 152

7.4.2 模态参数识别方法介绍 153

7.4.3 飞行模态识别案例 158

7.4.4 小结 161

7.5 轴向运动效应的影响 161

7.5.1 研究现状 161

7.5.2 建模及稳定性研究 163

7.5.3 小结 166

参考文献 167