文档介绍：工学硕士学位论文

整星隔振系统的可靠性分析及其优化设计

孙微

哈尔滨工业大学
2008 年 6 月
国内图书分类号:TB123
国际图书分类号:

工学硕士学位论文

整星隔振系统的可靠性分析及其优化设计

硕士研究生: 孙微
导师:方勃教授
申请学位:工学硕士
学科、专业: 一般力学与力学基础
所在单位:航天工程与力学系
答辩日期:2008 年 6月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index: TB123
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Dissertation for the Master Degree in Engineering

RELIABILITY ANALYSIS AND
OPTIMATION DESIGN OF
WHOLE-SPACECRAFT ISOLATION
SYSTEMS

Candidate: Sun Wei
Supervisor: Prof. Fang Bo
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
General Mechanics and Mechanics
Speciality:
Foundations
Department of Space Engineering
Affiliation:
and Mechanics
Date of Defence: June, 2008
University: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要

航天器在发射过程中的力学环境非常恶劣,在发射阶段,受到多种准静态
和动态载荷的作用,有可能导致结构失效。整星隔振系统能有效减小发射阶段
卫星所承受的环境载荷,对提高卫星发射的可靠性和降低发射成本具有重要意
义,是近十年来航天界发展的一项新兴技术。因此,进行整星隔振系统研究,
对整星隔振系统进行可靠性分析并进行结构的优化设计,对于提高航天器发射
过程中的安全性和可靠性是十分必要和重要的。
本文应用一种实用有效的可靠性计算方法,结合可靠性设计方法和灵敏度
分析方法,对整星隔振系统进行可靠性分析和设计。首先采用随机摄动法、
Edgeworth 级数和四阶矩法计算可靠度,结合可靠性设计理论和灵敏度设计理
论,给出灵敏度计算的表达式,分析可靠性灵敏度的变化规律,研究设计参数
对结构可靠性的影响程度;其次对整星隔振系统模型进行分析,运用强度理论
确定失效函数并计算可靠度和灵敏度,分析各个参数对整星隔振系统可靠性的
影响,结果表明结构几何参数是影响整星隔振器可靠性的主要因素;最后,运
用遗传算法对隔振器进行可靠性的优化设计,以隔振器的几何参数为随机变
量,以要求满足的可靠度为约束条件,以重量最小为目标函数,对整个隔振系
统进行优化设计,为整星隔振系统的可靠性优化设计问题提供了重要的理论依
据。

关键词整星隔振;可靠性分析;可靠性灵敏度设计;优化设计;遗传算法
- I -
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract

The dynamical environment of spacecrafts during launch is very severe,
suffering large quasistatic load and dynamical load. It is possible for spacecrafts to
bring on invalidation. Whole-spacecraft vibration isolation systems can effectively
reduce environment load during the launch stage, and be significant to improve
reliability of spacecrafts and reduce launch cost. It is ing a new technology for
spaceflight to develop in the past decade. Therefore it is necessary and significant to
analyze reliability of the whol