基于区间与概率的星载网状天线展开可靠性分析

针对大型星载网状天线展开过程的特点,该文采用区间与概率混合可靠性分析方法对星载网状天线的展开过程可靠性进行了分析和评估。首先,建立了星载网状天线的展开失效树模型,并对失效树模型中各底事件进行了归类;其次,将关键底事件中所涉及到的不确定量视其特点描述为随机变量或区间变量,并利用混合可靠性模型分析方法获得了相应底事件的失效概率;再者,制作了2 m口径试验天线与典型试验展开机构样件,通过试验获得了天线展开过程中伸缩杆滑动的失效概率,进而得到了星载网状天线总的展开失效概率和展开可靠度;最后,对基本底事件进行了重要度分析,找出了可能导致星载网状天线展开失效的薄弱环节。     

Analysis of the reliability of frame rib deployment of a hinged-rib antenna

针对某铰接肋式星载天线背架肋展开的可靠性进行了研究.根据该天线展开过程中两阶段运动机理的不同,分别对绳索在脱离铰接点前后两阶段建立了相应的力学分析模型.在此基础上,考虑到结构几何尺寸误差以及太空环境等随机性因素的影响,构建了基于力矩和累积功两种失效模式的可靠性功能函数,并利用一次二阶矩法推导出各功能函数的可靠性计算公式.对一个12米口径的天线的设计方案进行了可靠性分析,分析结果验证了所建模型的合理性和有效性.此研究为大型星载可展开天线结构系统的可靠性分析提供了必要的理论基础和参考依据.     

论大型星载展开天线结构系统的可靠性

简述了大型星载展开天线结构系统的结构概况、特点以及可靠性研究的必要性;分八个子专题对其可靠性方面的研究工作进行了梳理和综述;对大型星载展开天线结构系统提出了从发射运载、展开锁定到在轨服役三个阶段中应开展的全过程、多状态的综合可靠性研究内容和方法;最后对星载展开天线结构系统提出了未来可靠性研究中亟待解决的问题。     

重力对大型环形可展天线展开动力学的影响研究

受限于火箭尺寸,大型星载环形天线在发射时收拢,入轨后在零重力环境下展至工作态。然而在地面实验重力环境下,克服重力的悬吊卸载系统并不能完全抵消重力场的全部影响,导致地面实验难以准确预测在轨展开动力学行为。因此,有必要借助仿真深入对比分析地面上重力加卸载展开与太空中无重力展开的动力学异同。该文基于柔性多体动力学的仿真方法,建立了天线在零重力和重力加卸载系统两种工况下的全尺寸展开动力学模型。仿真结果不但复现了地面实验的非同步展开现象,而且系统地给出了天线在整个展开历程中所有杆件载荷和驱动力的变化规律。并进一步基于能量分析,半解析地研究了重力对驱动力的影响。该文的研究不但有助于理解大型网状天线的展开动力学,为天线的机构设计、优化和地面实验设计提供技术支撑,而且提出的建模方法和得到的认识也可用于研究和理解其他大型网状天线。     

星载可展开网状天线的网面成形与防缠绕设计

由网状反射面和可展开桁架结构构成的大型可展开网状天线是卫星通讯的有效工具。系统介绍了星载可展开网状天线的网面成形设计,并提出了几种有效的网状天线防缠绕设计方案。根据这些设计方法,利用FORTRAN语言编制了抛物面索网的网格优化程序,并成功设计制造了两种不同网格形式的缩比天线模型,进行了初步试验分析,验证了防缠绕设计的有效性,从而能够为类似的可展开网状天线设计提供重要的参考依据。     

空间热载荷作用下星载天线耦合动态影响分析

为了研究空间热载荷对星载天线刚柔耦合多体系统的扰动,根据抛物反射面几何特征,采用壳体单元有限元离散化法,并考虑壳体厚度方向上的温度变化,建立了有限元列式的热传导方程;引入与应变能有关的耦合项,利用拉格朗日法推导了星载天线系统的大范围刚柔耦合动力学方程,研究了温度载荷对星载天线多体系统的动力学特性影响。仿真结果表明:空间热效应引起了动态的温度载荷,与结构变形发生耦合,诱发耦合颤振,加剧柔性反射面的弹性振动,造成卫星姿态和天线指向的扰动,严重影响了星载天线的指向精度。结论对星载天线指向精度的分析与控制具有重要的理论价值及工程实际意义。     

柔性天线面对星载天线的扰动研究

针对柔性天线面对星载天线的扰动问题,应用固定界面模态综合法和Lagrange方程,截取柔性天线面低阶模态,缩减星载天线系统的自由度,并通过轴末端与天线面交界面的协调关系,推导了大范围运动的星载天线刚柔耦合动力学模型,克服了忽略天线面弹性变形对刚体大范围运动的影响,所建立的耦合动力学模型计算效率高并具有足够的精度。考虑天线面为刚体和柔体情况,分别对星载天线系统进行仿真并进行对比分析,结果表明,初始时刻柔性天线面对卫星本体姿态和天线指向影响很小,随着关节力矩持续作用,激起柔性天线面震荡,加剧自身的弹性振动,进而引起星载天线的抖动,造成卫星位姿和天线指向偏差变大,严重影响了星载天线的指向精度。结论对星载天线指向精度的分析与控制具有重要的理论价值及工程实际意义。     

某高轨星载数传天线的振动分析

为了确保天线系统在发射阶段和入轨工作阶段的安全，对研制的某月球轨道小型星载数传天线进行了振动分析。通过有限元建模仿真方法对该高轨星载天线在发射阶段和入轨工作阶段的振动性能进行了分析和计算，并以此为根据对天线系统结构进行优化设计。进而，通过振动试验对天线系统进行了真实振动环境条件下的测试，结果表明天线系统结构安全。振动试验后对天线电气性能进行了复测，测试结果表明其电气性能稳定，由此验证了天线系统的可靠性和有限元分析的可信性。目前，该数传天线已随星发射并入轨运行，其各项性能指标稳定，工作状态良好。研究结果对提高相关星载天线的振动安全性具有一定的参考作用。     

顶上事件发生概率的计算方法及适用范围研究

故障树分析法是系统安全、可靠性分析研究中常用的一种方法,其核心是通过定量计算故障树顶上事件发生的故障概率及其可靠性参数,为改善和评价系统的安全性和可靠性提供定量分析的数据。归纳概括计算故障树中顶上事件发生概率的几种常用方法,并依此分析提出这些计算方法所适用的范围,为在系统的安全性和可靠性定量分析中选取合适的计算方法提供理论依据,并进一步增强故障树分析法在实际应用过程中的准确性。     

大型可展开天线与卫星的热致耦合动力学分析

以带有大型环形可展开天线的航天器为研究对象,采用有限元法,对大型可展开天线进行了在轨进出阴影区的瞬态温度求解;并基于卫星-天线刚柔耦合动力学模型,将时变温度场等效为时变热载荷加载到天线上,对整星系统的热致耦合动力学响应进行了数值模拟。结果表明,天线进出阴影期间,自身温度梯度主要存在于迎光侧与背光侧之间,并基于此可估算出天线的热响应特征时间;时变热载荷会导致天线结构和卫星姿态发生明显的振动响应,天线结构振动响应主要集中在第一、二阶固有模态上,卫星则会发生低频姿态振荡运动;该方法可以合理地预测大型可展开天线系统的热致耦合动力学响应。     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.     

Assessment of intakes of mixtures of radionuclides

Australia has several uranium mines and a large number of mineral sand mines, with associated processing facilities. Exposures resulting from these mining and processing operations usually involve intakes of mixtures of radionuclides. This work describes the development of a suite of first order, linear compartment models, based on the ICRP Publication 66 respiratory tract model, and an analytical solution to the decay equations, for assessing the consequences of such intakes. The computer programs based on these models directly compute excretion, organ retention and organ and whole-body doses for intakes of either single radionuclides or any mixture of radionuclides belonging to the same radioactive decay chain. The intake can be via inhalation, ingestion or injection, and can be acute, chronic or of limited duration. The starting concentration and degree of secular (dis)equilibrium can be specified for each radionuclide. No assumptions need to be made about the relative magnitudes of the radioactive half-lives of the different nuclides.     

卧式金属罐容量的测量结果不确定度

本文根据多年的实践检定经验 ,参照JJF1 0 59- 1 999《测量不确定度评定与表示》以及《测量不确定度表达 1 0讲》 ,对卧式金属罐容量的测量结果不确定度进行了评定。     

盐酸浓度不确定度的评估

通过对盐酸浓度标定的过程分析，找出影响结果的各个分量，进行不确定度的评定，按照计量技术规范给出标准的表示法。     

Estimation of potentialities of methods of summation of direct measurement errors

Conventional methods for summation of direct measurement errors are considered. Conditions under which these methods provide consistent results are stated. It is proposed to utilize for characteristic of the total error, its interval estimator or the half-sum of the value obtained by adding up its arithmetic and geometric random errors.Translated from Izmeritel'naya Tekhnika, No. 4, pp. 10–12, April, 1995.     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.