大型碳纖維桁架結構模態試驗及特性

陶國權 衛宇晨 呂明云 武 哲

(北京航空航天大學 航空科學與工程學院，北京 100191)

大型碳纖維桁架結構模態試驗及特性

陶國權 衛宇晨 呂明云 武 哲

(北京航空航天大學 航空科學與工程學院，北京 100191)

基于隨機子空間識別方法，采用自然脈動試驗研究了大尺度、輕質高強承力型碳纖維復合材料桁架結構的模態特性.基于該桁架結構本身的特點，提出了3個基本假設，結合實際應用中桁架結構的約束條件，設計了大型碳纖維復合材料桁架的模態試驗方案，并對試驗結果進行了詳細分析，總結了其頻率特性、阻尼特性及振型特點.結合錘擊法試驗和有限元方法，對試驗結果進行對比分析，結果表明3個基本假設合理，試驗方案有效，試驗分析結果可靠.研究結果可應用于浮空器結構設計和健康監測.

大型碳纖維桁架;隨機子空間識別法;模態測試;有限元分析

平流層浮空器現已成為各國研究的熱點，美國、加拿大、日本、韓國、英國、德國和以色列等國正在積極開展相關研究.大尺度、輕質高強承力型復合材料桁架結構為浮空器提供支撐平臺和各種載荷設備的安裝平臺，研究其動態特性對浮空器的發展具有重要意義.

為了研究浮空器桁架結構在風、螺旋槳等動載作用下的行為，防止結構系統和其他分系統發生共振現象，需要掌握其動力特性:固有頻率、振型和阻尼.碳纖維是各向異性復合材料，分析其桁架結構的動態特性和有限元建……