随着航天技术的发展,空间机构中采用绳索作为连接、承力、驱动构件的场合越来越多。绳索作为一类只能承受张拉载荷的柔性体,其张紧力准确测量的重要性日益凸显。本文针对传统绳索张紧力测量技术存在的不足,通过对已有测量技术总结分析,开展基于声波反馈的空间机构承力绳索张紧力测量方法研究。课题主要研究内容包括绳索振动与声学特性分析、基于声波的绳索张力测量系统设计以及相关试验验证。本文建立基于有限元-边界元的绳索振动与声学仿真模型。将张紧绳索等效为单根弦,对其进行模态分析。在施加激励后对模型进行瞬态动力学仿真,以分析模型的瞬态振动特性。最后将结构振动数据导入声学边界元网格,对模型声学特性展开研究。课题分别获得模型振动频谱与声频谱,对比二者结果,验证通过声波原理进行绳索振动信息获取方法的可行性。最后分析相关因素对绳索振动与声学特性的影响。为实现对绳索振动音频信号的采集分析,课题开发设计基于Lab VIEW的音频信号分析系统。研究内容包括对测量用麦克风、数据采集卡等关键硬件的选型以及对系统的信号采集、信号预处理、信号分析、文件管理等功能模块分别进行编程设计。为避免环境中低频噪音对有用信号的影响,课题采用基于频差法的基频识别技术,通过信号高阶固有频率计算基频。通过仿真音频信号验证频差法对本测量系统的有效性。课题设计一套可以产生已知绳索张紧力的试验工装,将此试验工装与已开发测量系统组合进行课题相关试验研究。选择不同规格钢丝绳作为试验对象,进行定长钢丝绳张紧力与绳振动基频关系的试验研究。研究钢丝绳结构参数(长度、直径)对其音频信号特征的影响。对测试过程中的激励因素(激励位置、大小)以及传声器位置展开定性分析。最终整理形成针对本测量系统的测量策略。