基于气炮冲击与随机森林的卫星与火箭分离冲击响应谱定量预测研究

《Aerospace》：Investigation on the Relationship Between Shock Parameters and Shock Response Spectrum Under High-Magnitude Shock Environments

　　卫星与火箭分离冲击环境涉及航天器释放过程中的瞬态结构响应。尽管其对卫星主体结构的直接影响有限，却很容易导致抗冲击敏感的精密仪器或组件失效。目前，通常采用冲击响应谱（SRS）试验来模拟航天器的动态载荷环境。针对SRS谱形已有大量研究，但现有研究大多集中于冲击参数对SRS的定性影响，关键冲击参数与SRS特征之间的定量关系研究仍然有限。本研究通过气炮冲击试验和基于ANSYS/LS-DYNA 2022R1软件的数值模拟，探讨冲击参数对SRS的影响。对SRS曲线进行拟合以定量表征其频谱特征。对大量实验和仿真数据系统进行整理，建立了SRS与三个关键冲击参数（底板厚度、弹丸长度和气源压力）之间的关系。基于随机森林建立了冲击参数到SRS曲线特征的定量映射关系。基于该关系可计算SRS曲线，从而提高SRS计算效率，减少重复进行SRS试验和仿真的需求。