1、测试背景
CZ-7火箭发射平台是为CZ-7运载火箭专门研制的,它由机械结构、电控系统、液压系统、行走驱动系统等组成,是结构复杂的机、电、液一体化的大型产品。发射平台是为火箭提供承载、支撑、安装、捆绑、测试的大型地面设备,也是火箭动力、测控等前端设备的工作平台。该平台可保持火箭及有效载荷在转场过程中,箭地连接状态不变,配合火箭进行垂直度调整,排导火箭发射时产生的燃气流。
2、试验意义
为验证发射平台在执行任务过程中的稳定性与可靠性,对发射平台在模拟发射状态(转换装置着地及行走装置着地)下进行模态试验,以获得发射平台在对应状态下的模态参数(固有频率、阻尼比及振型)。用于检验发射平台能否满足任务设计要求,从而保证试验任务的安全性。
3、活动发射平台模态测试技术难点
发射平台质量较大
结构复杂庞大,重达1800T,具有结构频率低的特性,且由于体积较大,采用何种方法以及如何合理的进行测点布置已得到其多阶模态成为本次试验的一个技术难点。
解决方法:
采用基于变时基技术的锤击法模态测试方法,使用高弹性聚能力锤进行激励,低频振动传感器作为响应,变时基技术很好的解决了激励频率与响应频率之间的矛盾,提高了时间分辨率、幅值分辨率和频率分辨率。
质量分布不均,响应大小不一
由于本结构中塔的高度较高,塔的振动幅值相比于底层平台较大,如何防止底层平台振动信号被淹没是本次试验的另一个技术难点。
解决方法:
针对结构各部位振动响应差别较大的情况,采用多输入多输出MIMO模态测试方法,通过合理选择多个激励点位置来解决以上问题。
模态拟合方法
由于本结构具有模态密集程度高、模态耦合复杂,如何合理的识别出其模态参数是本次试验的另一个技术难点。
解决方法:
测试数据采用多种模态拟合方法(ERA、PolyIIR、PolyLSCF等)进行分析,通过不同拟合方法间相互校验及其他多种模态校验方法得到可靠结果。
4、测试系统
采集分析软件:DASPV工程版平台软件、MIMO模态分析、多种模态分析方法:ERA、纯模态算法、PolyIIR、PolyLSCF、模态结果校验等
采集硬件:单台104通道24位INV3020采集仪、INV DFC-2型高弹性聚能力锤、传感器:低频拾振器941B
图1、长七结构图
图2、INV3020采集系统
5、模态测试分析结果
通过此次模态测试,成功获取长七火箭发射平台的前十二阶模态参数(频率、阻尼比和振型),其第一阶模态振型如图3所示。
图3 第一阶三视图
摘要