当前动载荷反演问题研究,是在结构模型具有足够好精度的假定下,探讨动载荷反演不适定问题的求解,并且多集中于线性时不变系统。由于制造工艺、装配等因素的影响,实际结构与数值模型总会存在一定的误差,并且好多工程结构都是时变的,导致动载荷反演分析技术在实际工程中应用不充分。本项目以推动动载荷反演分析技术在时变系统中的工程应用为目标,开展考虑模型误差的时变系统动载荷反演时域分析理论和试验研究,将用非线性反问题数值分析和精细建模联合求解的研究方法,阐明考虑模型误差的时变系统动载荷反演不适定问题的求解机理,为动载荷反演分析技术应用于时变系统实际工程奠定理论基础,在导弹、火箭等时变系统的优化设计、振动控制等方面具有极其重要意义。
force estimation;inverse problem;ill-posed problem;structural dynamics;
该项目以运载飞行器为研究对象,探讨运载飞行器主动飞行段外部载荷的作用机理,根据遥测响应数据重构运载飞行器经受的外部载荷,同时考虑模型误差的影响和运载飞行器的时变效应。通过项目研究,建立了考虑模型不确定性的动态载荷反演分析求解模型;并将动载荷反演分析理论进一步推广,建立了基于OLS(ordinary least square)、DLS(data least square)、STLS(scaled total least square)动载荷反演统一求解模型。开发并完善了动载荷反演分析程序包,应用于现役运载火箭CZ-4B/C、CZ-2D,重构飞行试验过程中的横向气动载荷和脉动推力载荷,并将这些载荷应用于现役运载火箭星箭耦合分析,准确预示运载火箭飞行试验过程中,星箭界面载荷环境、以及卫星有效载荷或运载火箭关键部位的载荷环境,为改善运载火箭飞行试验过程中宇航产品的载荷环境,提高运载飞行器的设计水平奠定基础。