運(yùn)載火箭虛結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗處理技術(shù)

前言

在實(shí)際工程，特別是航天工程中，經(jīng)常會出現(xiàn)或者是越來越希望解決如下3類技術(shù)問題：（1）虛構(gòu)造結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗處理技術(shù)。由于多種原因，無法做整體（全）結(jié)構(gòu)的模態(tài)試驗，如現(xiàn)有振動試驗塔容不下越來越大的運(yùn)載器／有效載荷進(jìn)行全尺寸模態(tài)試驗，只能將全結(jié)構(gòu)分解成各個部件，然后對各個部件分別進(jìn)行模態(tài)試驗。這樣就要求根據(jù)各個部件的試驗數(shù)據(jù)，來獲取到整體結(jié)構(gòu)的試驗?zāi)B(tài)參數(shù)。這就是大家熟悉的試驗?zāi)B(tài)綜合技術(shù)。這時被試結(jié)構(gòu)為非真實(shí)的整體結(jié)構(gòu)，故稱為“虛構(gòu)造結(jié)構(gòu)”。還有一類問題是，必須依靠虛構(gòu)造結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗來解決的，如未來與空間站對接的各種新航天器，已經(jīng)無法與空間站對接后進(jìn)行地面模態(tài)試驗了，在“軌道模態(tài)試驗”未成功前，只能利用后續(xù)新航天器（部件）的模態(tài)試驗數(shù)據(jù)與保存的空間站（部件）的地面模態(tài)試驗數(shù)據(jù)，通過試驗?zāi)B(tài)綜合技術(shù)來獲得“空間站／新航天器”組合結(jié)構(gòu)的試驗?zāi)B(tài)參數(shù)。（2）虛邊界結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗處理技術(shù)。在航天工程中，被迫使用虛構(gòu)造結(jié)構(gòu)模態(tài)處理技術(shù)途徑的原因之一，是現(xiàn)有試驗塔容不下越來越大的運(yùn)載器進(jìn)行模態(tài)試驗，重新造塔，其造價又太高。在不重新造塔的前提下，無非有兩個途徑：一是使用虛構(gòu)造結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗的途徑；二是在某合適場地內(nèi)，將整體結(jié)構(gòu)固定在某剛性或彈性基底上進(jìn)行模態(tài)試驗。這樣，原本的自由一自由模態(tài)試驗就變成了約束狀態(tài)下的模態(tài)試驗。這時，結(jié)構(gòu)還是真實(shí)的，只是邊界狀態(tài)不真實(shí)了，這是一種“虛邊界”結(jié)構(gòu)。

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)地介紹了虛（非真實(shí)）構(gòu)造結(jié)構(gòu)、虛邊界結(jié)構(gòu)、虛材料結(jié)構(gòu)等3種非真實(shí)結(jié)構(gòu)狀態(tài)下的模態(tài)試驗處理技術(shù)。這3種技術(shù)是航天界亟待突破的課題。它們的原理分別為試驗?zāi)B(tài)綜合技術(shù)、邊界轉(zhuǎn)換技術(shù)和修改結(jié)構(gòu)重分析法。此外，還對這3項技術(shù)共同需要的實(shí)用完備模態(tài)空間理論及動柔度矩陣的混合冪級數(shù)展開式的各種計算方法做了詳盡的論述。    本書可供從事結(jié)構(gòu)工程（航空、航天、土木、船舶、橋梁、車輛等）設(shè)計、試驗、研究的科技工作者參考，也可供高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的高年級學(xué)生，以及從事上述3種虛結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗、結(jié)構(gòu)動力學(xué)研究的教師閱讀。

作者簡介

作者：張德文 (美國)魏阜旋張德文，男，生于1937年4月，武漢市人，1962年和1967年分別畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)宇航系和研究生班。高級工程師、研究員、碩士生導(dǎo)師、AIAA成員，曾兼任北京航空航天學(xué)會強(qiáng)度專業(yè)委員會委員。先后從事強(qiáng)度計算和試飛工作、模態(tài)分析與辨識方法研究。參加研制的“航空結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)（HAJIF）”獲國家科技進(jìn)步二等獎，“模態(tài)分析與辨識方法”研究成果獲航天工業(yè)總公司科技進(jìn)步三等獎，發(fā)表論文120多篇，著有《模型修正與破損診斷》，創(chuàng)立了實(shí)用完備模態(tài)空間理論，并取得8項突破性進(jìn)展（如約束最小二乘法、逆加權(quán)殘值法概念等），個人傳略錄入美國Who's Who in the World和劍橋大學(xué)傳略中心的2000 Outstandlng Intehectuals of the 20th Century等。魏阜旋，男，1948年6月生于南京市，廣東省五華縣人，1970年畢業(yè)于中國臺灣省成功大學(xué)機(jī)械系，1972年獲成功大學(xué)機(jī)械研究所碩士學(xué)位，1978年畢業(yè)于美國圣路易華盛頓大學(xué)航空機(jī)械博士生班現(xiàn)任美國凱門航太公司總工程師，美國哈特福大學(xué)機(jī)械系兼職教授，美國航空航天學(xué)會（AIAA）、直升機(jī)學(xué)會（AHS）會員、委員會委員、AlAA Journal副主編，發(fā)表論文數(shù)十篇，擅長動力分析、結(jié)構(gòu)分析、旋翼力學(xué)分析、振動與模態(tài)分析、飛行測試等。

書籍目錄

第1章　引論  1.1　虛構(gòu)造結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗的處理  1.2　虛邊界結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗的處理  1.3　虛材料結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗的處理  1.4　模態(tài)截尾    1.4.1  實(shí)用完備模態(tài)空間    1.4.2　剩余動柔度  1.5　擴(kuò)階與縮聚  1.6　模型修正與相關(guān)  參考文獻(xiàn)第2章　實(shí)用完備模態(tài)空間理論  2.1　空間的生成  2.2　等價性證明  2.3　等效性證明  2.4　改進(jìn)的實(shí)用完備空間    2.4.1　逐步分解法    2.4.2　優(yōu)化正交法    參考文獻(xiàn)第3章　動柔度矩陣　3.1　概述　3.2　非奇異動柔度矩陣F（w）    3.2.1　F（tO）計算式    3.2.2　收斂性  3.3　移頻技術(shù)    3.3.1  統(tǒng)一移頻    3.3.2　激勵移頻    3.3.3  系統(tǒng)移頻    3.3.4　混合移頻    3.3.5　迭代收斂及加速算法  3.4 F?。╳）的精確式    3.4.1　精確動柔度式    3.4.2  簡化動柔度式  3.5 F?。╳）的高精度式    3.5.1  高精度動柔度式    3.5.2　剩余柔度計算  3.6　奇異動柔度矩陣F（A）    3.6.1　數(shù)學(xué)基礎(chǔ)    3.6.2　擾動動柔度矩陣    3.6.3　過渡動柔度矩陣  參考文獻(xiàn)第4章　虛構(gòu)造結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗處理技術(shù)  4.1　概述  4.2　試驗?zāi)B(tài)基綜合技術(shù)    4.2.1  自由界面情況    4.2.2  固定界面情況  4.3　試驗／理論模態(tài)基綜合技術(shù)    4.3.1  完備模態(tài)基綜合技術(shù)    4.3.2　精確擬固定界面法……第5章　虛邊界結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗處理技術(shù)　第6章　虛材料結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗處理技術(shù)　附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

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《運(yùn)載火箭虛結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗處理技術(shù)》由國防工業(yè)出版社出版。

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