充气膜结构的系留气球模态测试
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摘要
针对目前国内在系留气球动力学分析研究较为薄弱，且由于系留气球结构为特殊膜结构、体积较大、测试难度大等特点，对其试验模态研究更是一片空白。以此作为出发点，对系留气球进行模态测试，为国内对系留气球的试验模态研究提供数据支持，同时为充气膜结构的模态测试领域提供新的测试案例。
1、测试概况
测试背景：系留气球作为飞机和卫星不可替代的一种全新概念的空中平台，可以在时间和空间上填补飞机和卫星的空白，非常适合搭载各类电子任务装备，在军事和民用方面都具有广泛应用前景，目前世界各国都在竞相开发和研制。
试验意义：针对目前国内在系留气球动力学分析研究较为薄弱，且由于系留气球结构为特殊膜结构、体积较大、测试难度大等特点，对其试验模态研究更是一片空白。以此作为出发点，对系留气球进行模态测试，为国内对系留气球的试验模态研究提供数据支持，同时为充气膜结构的模态测试领域提供新的测试案例。
2、 系留气球模态测试技术难点
2.1 结构及材料独特
球体为全柔性结构——充气膜结构
薄壁结构、大体积、充气——结构频率低、模态密集程度高、模态数量多、模态耦合复杂；
复合膜材料——高阻尼；
结构为轴对称结构——重频；
针对以上特点，选用多输入多输出MIMO测试方式，测试数据采用多种拟合方法（ERA/PolyIIR/PolyLSCF）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。
2.2 非稳定状态
系留气球状态及其不稳定
复合材料膜对温度、光照及其敏感，环境变化会引起其压力的变化——系留气球质量、刚度随压力变化；
针对此工况，测试时间不宜过长，环境激励法难以进行测试，采用基于变时基技术的锤击法模态试验，即可避免由于测试时间长导致系留气球状态发生变化，也保证了系留气球的低频特性。
3、 测试系统
3.1 采集分析软件
DASP工程版平台软件
MIMO模态分析
多种模态分析方法：ERA、PolyIIR、PloyLSCF等
模态结果校验
3.2 硬件
16通道24位INV3060V采集仪
INV DFC-2型高弹性聚能力锤
传感器：轻质、低频三向加速度传感器
4、系留气球部分模态分析结果
