小样本加速寿命试验方法

针对工程上常见的加速寿命试验中加速系数未知的情况,建立一种小样本加速寿命试验方法,该方法只需在两个加速应力水平下进行加速寿命试验,即可对产品在正常使用应力水平下的寿命和可靠性进行评估。根据正常使用条件下的可靠度和置信水平要求,采用两个加速应力水平下具有相同可靠度和置信水平的寿命单侧置信下限之比作为加速系数,该加速系数考虑了可靠度和置信水平的影响,在推断正常应力水平下的可靠寿命和可靠度单侧置信下限时,可以有效减小误差,提高精度。文中详细讨论了阿伦尼斯模型、逆幂律模型和指数模型等三种常用加速模型下的加速系数、寿命预测和可靠性评估。大量工程算例和Monte Carlo模拟验证表明,传统方法需在多个加速应力水平下进行寿命试验,与之相比,本文方法可以节省大量试样和试验时间。     

翅片重力热管传热性能实验研究

热管是一种利用工质相变传热，具有传热温差小、热响应速度快、换热量大等优点的传热元件。为研究翅片重力热管的传热性能，实验测试了翅片重力热管与平板重力热管（铝-丙酮工质）的传热性能，比较了其瞬态热响应速率，获得了翅片与平板重力热管在蒸发段不同电功率稳定加热条件下表面温度沿高度方向的变化规律，计算了平板热管的等效热导率，并与铝板测量结果进行了对比。结果表明：重力热管传热速度快、表面均温效果好，热导率随功率的增大先升高后降低，整体上热导率高达纯铝的84~258倍，翅片热管相比于平板热管具有更好的均温性和散热效果，在建筑供暖、车载电池散热、余热利用等领域具有广泛的应用前景。     

基于豆荚杆的三棱柱式可展开薄膜支撑臂设计与优化

大型可展开支撑臂具有广泛应用于空间任务的潜力,传统的可展开支撑臂主要采用的是合金材料,而可展开豆荚杆作为一种轻型复合材料会大大降低空间结构整体质量。结合薄膜天线的应用背景,提出一种基于豆荚杆的三棱柱式可展开薄膜支撑臂形式,并进行设计与优化。建立豆荚杆支撑臂的参数化模型,分析豆荚杆刚度参数与几何参数的关系,根据支撑臂设计目标函数分析选择豆荚杆截面参数。研究三棱柱式豆荚杆支撑臂动力学优化模型,对支撑臂单元数、框架管外径和厚度、斜拉索直径和预应力等进行优化设计,实现薄膜支撑臂最小质量基频比。分析绳索预应力和单元数量的优化结果,研究参数优化对支撑臂力学性能的提高作用。     

月面着陆器遮阳伞辅助热控方法散热性能分析

针对月面着陆器的热环境特点,为了提高月面着陆器热排散系统的散热能力,增加月面着陆器任务驻留时间,提升着陆器的探测能力与可靠性,提出了一种遮阳伞辅助热控装置。结合月面热环境特点分析并建立了月面着陆器热控分析模型,并针对无遮阳伞、固定型遮阳伞以及可调节型遮阳伞这三类应用于月面着陆器的辅助热控装置散热性能进行仿真分析,获得不同情况下月面着陆器散热能力随太阳高度角的变化关系。研究结果显示有、无遮阳伞辅助热控装置,散热性能相差300%,并且可调节型遮阳伞辅助热控装置可满足月面着陆器整个任务周期内的散热性能要求。     

卫星结构弹性碰撞减损的研究与仿真

在飞行段卫星需要承受复杂的动力学载荷条件,是引起航天器结构受损或设备故障的主要阶段。多颗卫星地面力学环境试验表明,对于质量大或质心高的一类设备,时常由于很大的加速度响应而引起结构受损,对工程研制带来较大影响。提出一种不同以往的工程解决方法,即采用间隙弹性碰撞改变刚度和限幅的非线性方法,可以达到较好的减损效果。通过构建动力学模型和仿真分析表明,该方法能够减小连接部位蜂窝板的变形和载荷,在工程上提供了一种新的解决途径。     

利用平面约束的月球车立体匹配方法

为了满足月球车视觉系统对检测障碍物检测的时效性和可靠性的需求，提出了一种基于平面约束和自适应惩罚参数的半全局立体匹配算法。首先，对极线校正后的两幅图像进行SIFT特征点提取与匹配，同时提取边缘特征；然后，利用匹配的SIFT特征点拟合空间平面，并根据平面估计左右图像所有像素点的视差搜索范围；最后，基于传统的半全局匹配算法，采用自适应惩罚参数的策略对左右图像进行立体匹配。实验结果表明：所提出的算法有效地降低了计算复杂度，其计算复杂度只有传统方法的19.9%，对于视差不连续区域以及遮挡区域都能够获得正确的匹配结果。较传统半全局匹配方法无论在速度还是匹配精度上都得到明显提高，为对立体匹配的实际应用奠定了基础。     

基于索驱动的大型柔性结构振动抑制策略研究

柔性索并联机构具有工作空间大、能耗低和惯量小等优点,适用于长距离柔性桁架结构的振动主动抑制。首先提出一种四索驱动的柔性体抑振并联机构,根据闭环矢量原理和机构的几何特征,对四索并联机构进行运动学分析。接着建立四索并联机构的静力学模型,并将超长尺度柔性桁架机构的往复振动简化为梁的弯曲振动,利用振型叠加法求解外部激励作用下的强迫响应。最后针对超长尺度柔性桁架机构的振动抑制问题,提出一种基于模糊控制与PID控制相结合的控制策略,通过仿真验证所提控制策略的有效性。结果表明,所设计的柔索并联抑振系统具有明显的抑振效果,柔性桁架的振幅与振动衰减时间大幅降低,且系统的四索索力值能够在合适范围内变化。     

反演高温腔体内壁面温度波动的辐射边界导热反问题

在工业生产中有很多情况需要获得高温腔体内壁温度波动,但在内壁面安装测温装置进行直接测量非常困难,一般通过测量外壁温度再进行反演计算间接获得。而已有反演计算方法未考虑高温壁面与周围环境之间的辐射传热,给反演计算结果带来一定误差,为此建立了考虑辐射边界条件的反演高温腔体内壁面温度波动的导热反问题数学模型,并构造了两组数值试验对数学模型的效果进行检验。计算结果表明,建立的数学模型能够很好的由高温腔体外壁面温度反演得到内壁面温度波动情况。     

基于天地一体化网络的航天器高效可靠组网技术

随着地面以太网组网技术的快速发展及广泛应用，空间通信与地面网络融合技术成为未来空间通信发展的必然趋势。目前，地面测控通信系统已实现基于网络的数据传输，但航天器内部数据传输仍以总线或点对点通信方式为主。若航天器内部设备之间信息交互采用组网技术，与地面网络实现一体化通信，可统一航天器内部和地面的通信协议，提高天地通信效率。相比于地面网络环境，航天器天地传输链路具有时延长、带宽有限、双向链路带宽不平衡以及航天器内部电磁环境复杂等特点，直接应用地面组网技术会存在天地一体化网络通信效率低、可靠性差等问题。为此，文中提出一种空间高效可靠的组网方案，构建以空间以太网交换机、天地网关为核心的航天器网络通信系统，并对地面网络协议进行改进和优化，实现航天器高效可靠的天地一体化网络通信。