空间相机快速反射镜的两轴柔性支撑结构设计

快速反射镜是空间相机中常用的像移补偿装置,而支撑结构的机械特性将直接影响快速反射镜系统的响应速度及闭环带宽。以某近地轨道空间相机中的音圈电机驱动型快速反射镜为研究对象,设计了基于十字型柔性铰链的两轴柔性支撑结构,该结构具有空间利用率高、中心漂移小等优点。根据悬臂梁的挠曲线近似微分方程,建立了柔性支撑结构两轴转动刚度的数学模型,针对快速反射镜机构的谐振频率要求,选择了柔性铰链的主要结构参数,并利用有限元软件MSC.Patran对机构进行了模态分析,分析结果表明,快速反射镜机构在两个工作方向上的谐振频率分别为18.6 Hz和18.7 Hz,而其他非工作方向上的谐振频率均在292.2 Hz以上,证明了柔性铰链结构参数的选择具有合理性。为了检验理论模型的准确性,加工了快速反射镜的样机并搭建实验平台,对机构的转动刚度和谐振频率进行了检测,检测结果与理论分析得到的结果在允许的误差范围内具有一致性。     

双池超声波红枣连续清洗装置的设计

针对当前制干红枣清洗方式存在红枣皱褶内污物清洗较为困难、耗水量大,损伤红枣、农药残留等问题,设计制作了智能控制双池超声波红枣连续清洗装置,该装置由喷淋初洗池、红枣沥水输送装置、超声精洗池等组成,将喷淋冲洗清洗较大污物的优势与超声清洗高效、高质的优势有机结合起来。对装置清洗效果进行试验,得出超声波精洗池频率为28 kHz、功率为400 W、水温为50 ℃、时间为3 min时,洗净率98.10%,破损率小于0.8%,清洗效率高、清洗质量好。基于浊度计算理论,对装置在红枣清洗过程中各池浊度值的变化进行了计算,从理论上分析了其节水性;对样机耗水进行试验,耗水量明显减少。     

200MW发电机组漏氢的预防及措施

氢冷汽轮发电机组漏氢量（率）的大小将直接影响发电机组的安全运行与否,所以对发电机组漏氢量（率）的控制尤为重要影响发电机漏氢的因素很多,牵涉到制造、安装、调试、运行等各方面,本文主要介绍海勃湾发电厂2×200Mw氢冷汽轮发电机组漏氢及发电机内部进油的原因及危害,并针对发电机内部进油及漏氢等不同情况提出了相应的防范措施.     

小型红外相机结构设计与分析

为使某飞行设备携带的小型红外相机在宽温度范围及恶劣动力学环境下能够良好成像,开展了红外相机光机结构设计。首先对光学系统及整机工作环境进行了分析,确定了光机结构采用全铝机身;其次对核心部件主镜的支撑结构进行了详细研究,分析说明了主镜传统支撑方式的局限性,确定了主镜与支撑采用一体化设计的方案,该设计同样适用于次镜;接着根据相机尺寸选择了主次镜间支撑结构;然后根据光学系统设计了合理的遮光罩;最后,对相机过载适应性、温度适应性及模态进行了有限元分析,分析结果表明:该小型红外相机的光机结构能够满足设计指标要求。     

大口径空间反射镜轻量化设计及其柔性支撑

设计了空间相机1.5 m口径反射镜组件的结构系统。首先,根据反射镜材料选取原则,选用SiC作为反射镜镜坯材料。初步确定了反射镜支撑方式、镜体结构参数,并对反射镜进行轻量化设计。通过对反射镜结构参数进行优化,得到重为152.4 kg的反射镜结构,轻量化率达到83%。然后,设计了一种双轴柔性铰链结构,并找出了在装调方向柔性铰链安装位置对面形精度的影响规律,利用有限元法对反射镜组件进行了动、静态特性及热特性分析,结果表明,反射镜组件一阶固有频率为100.6 Hz,在1 g重力及4 ℃均匀温升工况下反射镜面形精度RMS值分别为7.7 nm和8.4 nm。最后,对反射镜组件进行动力学试验及面形精度检测,结果表明反射镜组件完全满足设计指标要求。     

某反射镜组件的线性与非线性工程分析

对反射镜组件力学模型的非线性问题进行了分析.从接触特性,螺钉预紧力、相对滑动趋势三个方面对接触非线性问题进行了论述.对反射镜组件四种工况情况(沿光轴的不同方向的重力载荷、10℃温度水平的温升与温降)进行了线性和非线性求解计算的比较.结果表明,当外界载荷方向发生变化时,接触边界的接触特性、螺钉预紧力对反射镜面形的影响都会发生变化,这些变化在线性计算结果中不能体现,而非线性计算可以真实模拟这些状态.在反射镜组件的工程分析中基于接触非线性分析比线性分析的精度更高,也更接近真实的状态.     

大孔径长条反射镜支撑结构的设计

为了使大孔径长条形空间反射镜支撑结构同时满足高刚度、高强度和良好的热尺寸稳定性要求,建立了反射镜支撑系统的模态解析数学模型,并对该模型所描述的反射镜沿各轴向的平动和转动模态特性进行了研究.根据模态解析解得出3个支撑点确保质量分布相对均匀时,系统的动一静态刚度最大的结论,并结合有限元分析技术确定了反射镜的支撑位置.此外,...     

基于NiTi合金丝的反射镜柔性支撑结构的应力补偿

针对大口径反射镜柔性支撑结构中柔性槽根部的应力集中问题,提出将NiTi记忆合金丝复合于柔性槽周边的结构方案,借助其预应变产生的拉应力来降低柔性槽根部的应力并保证支撑结构柔性。首先,建立了柔性槽根部的应力分布方程,得出了柔性槽危险截面位置。然后,建立了NiTi合金丝的一维本构方程,设计了桥型和U型两种复合方案,并对其进行了有限元分析。结果表明,采用U型复合的柔性支撑结构的应力改善明显优于桥型复合结构,且对结构柔性影响较小。以NiTi合金丝的拉力F为设计变量,以支撑结构的最大应力p及变形量δ为优化目标,对U型复合结构进行了参数优化设计。优化结果表明,在F为200N时有最优解,p由76 MPa降到37.9 MPa,δ由0.031mm微降到0.028mm,并且最大应力位置偏离柔性槽根部危险区域。对所提出的U型复合方案进行了随机振动试验,试验结果表明,该应力补偿设计有效降低了柔性支撑结构的最大应力。