某空间可见光相机的机身桁架结构设计

作为空间可见光相机的主要承载结构,机身桁架结构对于保证机身的力学性能至关重要。为了保证空间相机机身的结构刚度和稳定性,针对机身桁架结构设计进行了研究。研究了桁架的基本结构,分析了支杆力学性能的影响因素,探讨了支杆长度和角度对该机身桁架力学性能的影响。分析了支杆数量、支撑位置和分布形式对机身力学性能的影响,并分析了"△"型和"X"型桁架结构的特点。通过选择合理的支杆数量和分布形式,保证了机身桁架的力学性能。然后在设计分析的基础上进行了力学试验,验证了机身的力学性能。试验结果表明,该桁架结构的设计能够获得较好的力学性能,满足机身结构的设计要求。     

空间相机桁架杆接头结构研究

在大跨度空间结构中广泛应用的桁架结构在大尺寸空间相机主支撑结构中的应用越来越多.桁架杆与安装光学元件的框架之间的连接接头是桁架式主支撑结构的重要组成部分之一.综合比较了桁架杆接头的几种常用结构形式,结合复合材料零件与金属零件的3种连接方式,提出了一种一端与桁架杆胶接、另一端与框架螺钉连接的桁架杆接头.该桁架杆接头设计有...     

桁架接头对遥感相机桁架的影响

桁架结构在大中型遥感相机中已被广泛应用。理想的桁架接头为铰接接头,但在实际工程应用中人们却经常采用刚性连接接头。为比较采用两种接头的桁架的整体刚度及支杆材料利用率,首先对桁架中常用的两脚架结构进行了分析。然后,以锯齿形四角架桁架为例,从理论上计算出了两种不同接头的桁架的基频及受前框自重时支杆的最大应力。结果表明,两种接头的桁架的整体刚度几乎一样,但采用铰接接头的桁架比采用刚性连接接头的桁架材料利用率高,支杆可节省重量约21.87%。最后,用Nastran软件进行了有限元分析。结果证明,该理论计算结果是正确的,两种计算结果的差别小于1.12%。     

空间相机机身桁架结构装配技术

为了提高空间相机机身的结构刚度和稳定性,本文针对机身的装配环节进行了研究,通过制定合理的装配方法和装配工艺,提高了机身的力学性能、减小了装配应力和装配变形,保证了机身结构的刚度和稳定性。文中介绍胶接装配方法及其相对于传统机械连接法的优势,对胶接法的装配精度进行了分析,并进行了装配实验。装配结果表明,胶接法的装配变形可以控制在0.01 mm以内。文中还对胶接装配的接头形式、黏接剂选用、表面处理和胶层厚度等黏接要素进行了分析和试验,制定了合理的胶接工艺保证各黏接要素符合要求。最后对装配后的机身进行了力学和热学试验,释放了装配应力,验证了机身的力学性能。结果证明采用胶接方法并按照装配工艺进行装配,更有利于减少装配应力,提高机身的装配精度和稳定性,符合机身结构的要求。     

空间相机机身桁架装配工艺

机身装配作为空间相机制造的一个关键环节,对保证机身的力学性能至关重要.为了提高空间相机机身的结构刚度和稳定性,针对机身的装配环节进行了研究.研究了胶接装配方法及其相对于传统机械连接法的优势,对胶接法的装配精度进行了分析.研究了胶接装配的各种粘接要素,并进行了分析和实验.最后对装配后的机身进行了力学和热学实验,释放了装配...     

基于Rayleigh算法的空间相机桁架结构设计与优化

为了满足空间相机主支撑结构在强度、刚度和稳定性等方面的要求,根据能量守恒原理,采用基于Rayleigh算法的单位力法,推导了空间相机三角形桁架单元的频率计算公式,研究了桁架杆间夹角对相机主支撑结构频率的影响。以某种桁架式空间相机为例,结合有限元方法对理论计算结果进行了分析验证,并以此为基础对相机的桁架结构进行了优化。结果表明:优化后的相机结构较原方案在X和Y向的频率分别提高了18.01 Hz和27.38 Hz,增加了相机结构刚度,为以后的空间相机主支撑结构设计提供了重要依据。     

长焦距空间相机主次镜间桁架支撑结构设计

为了满足长焦距空间相机主次镜间支撑结构高刚度、高强度、高热稳定性和轻量化的设计要求,从材料选择、结构形式、连接工艺和参数优化等方面分析了空间相机主次镜间支撑结构设计中需要考虑的问题。针对某7 m焦距,相对孔径1∶6,采用卡塞格林光学系统的空间相机,设计了一种采用碳纤维复合材料的3层27杆式主次镜间桁架支撑结构,并基于有限元法对其进行了优化设计。分析结果表明,设计的桁架结构质量减轻了38 kg,一阶固有频率可达80 Hz,在径向自重和5℃均匀温升载荷作用下,次镜最大倾角为4.6″,表明所设计的支撑桁架合理可行,能够满足长焦距空间相机的使用要求。     

空间相机空间环境专项试验设计

为了确保空间相机在整个生存周期可靠地工作,根据空间环境的特点及空间相机的特性,提出了仿真空间相机空间环境的专项试验设计方案.方案包括光学性能验证试验,MTF性能测试,热真空环境下的温度调焦系数专项试验,考察碳纤维复合材料稳定性的结构性能验证试验,验证电子元器件是否满足相机功能和性能要求的电子学性能专项试验,验证活动机构...     

空间相机全铝合金光机结构的设计与分析

提高光机结构的温度适应性对空间相机降低热控难度、提升系统稳定性具有重要意义.根据统一材料结构可以消除系统热差的原理,选用铝合金材料对某可见光波段空间相机的光机结构进行了设计,并完成了实际工况下的工程分析,达到了在20℃±15℃均匀温度变化与不同方向重力耦合状态下,像质均满足MTF(modulation transfer...     

大型空间桁架面天线的结构 —电磁耦合优化设计

 由于载荷变化及各种随机干扰,大型空间桁架面天线必须保持非常精确的形状.基于提高空间天线电磁性能以及降低作动器能耗的目的,结合大型空间桁架天线结构的特点,建立了以天线轴向增益和作动器能耗为目标函数,以结构强度、作动器变形和轴力为约束条件的多目标优化模型.数值试验结果表明,结构—电磁耦合优化设计模型只需较低的作动器能耗,就能明显提高天线电性能,很好地满足了天线结构与电磁设计要求.     

空间光学相机结构中的机械结合面模型分析

机械结合面是影响结构动力学特性的重要因素,但在空间相机结构设计和分析中却很少应用。着重研究了两种螺栓结合面模型的动力学特性。首先,基于弹簧一阻尼单元模型和虚拟材料模型理论,建立了试验件的两种模型,并确定模型的参数。弹簧阻尼单元参数采用理论和实验结合的方法确定,虚拟材料模型的参数根据模型理论公式确定。然后,通过有限元计算,对比分析了两种模型在有限元情况下的试验件模态。最后比较了两种模型动力学特性的优缺点。结果表明,弹簧阻尼单元模型的振型与实际模态情况较吻合,虚拟材料模型的低阶固有频率值与实际模态情况较吻合。结果为结合面动力学模型在空间相机结构分析中的应用提供了依据。     

空间相机碳纤维承载舱的动态设计

为了满足空间相机在装星时的空间位置要求,并避免空间相机与星体之间的共振,设计了空间相机的承载舱。该设计采用了具有优良力学与工艺性能的碳纤维材料以及具有合理拓扑形式的桁架结构。采用计算机仿真试验和三次样条插值法对承载舱的杆截面尺寸进行了优化。结果表明,当杆截面尺寸为28 mm×28 mm×3 mm时,承载舱的动态特性和整体质量满足设计要求。     

长焦距空间相机调焦机构设计

长焦距空间相机容易因环境变化产生离焦现象,引起相机成像质量下降。根据空间相机不同的结构特点和工作环境,需要设计相应的调焦机构。从保证相机成像质量和结构空间要求的角度出发,阐述了调焦机构的工作原理和组成,进行了调焦机构的方案选择,分析了调焦机构误差分布,提出了一种由精密滚珠丝杠和直线轴承实现导向和运动方向转换的调焦机构。对调焦机构进行了力学试验和分析。试验结果表明,调焦机构较强的结构刚度和稳定性能够满足空间相机在复杂环境条件下精确可靠调节调平面位置的要求。     

空间相机整机有限元分析

相机的结构空间是相机的重要子系统,是保证相机成像质量的关键之一。光学反射镜在重力和微重力环境变化以及热控温度范围变化综合影响下,面形误差变化量RMS和PV值是衡量相机成像质量的重要指标,结构还必须保证满足光学设计提出的各反射镜的各种公差要求,为保证相机在运输以及发射过程中能承受住恶劣的振动条件,需要整机有足够高的动态刚度和合理的模态分布。利用CAD/CAE技术对空间相机整机进行大量的工程分析,分析比较计算结果,此相机满足设计指标。CAE技术对空间相机光机结构设计起着重要的指导作用,是现代设计方法的重要手段之一。     

一种大型桁架卫星通信天线座架的优化设计

针对一种大型桁架卫星通信天线座架,对其结构优化设计进行了简要介绍。其中包括天线主座架结构件的形式的优化、关键部件的驱动装置、同步装置、轴系精度的设计,并采用有限元方法对天线结构模型进行了力学分析计算,保证了在工作风速下可以满足天线高精度的要求。通过天线长期的工作数据表明,优化设计后的天线座架结构各项特性均优于设计要求。可为其他桁架天线的结构设计提供技术参考。     

高分辨率空间相机调焦机构设计与分析

空间遥感相机在轨运行时由于空间环境的变化,会产生不同程度的离焦.针对某高分辨率空间相机光学系统的特点以及焦深,设计了一套蜗轮蜗杆传动驱动偏心凸轮的调焦机构,详细分析了调焦机构的精度,分析结果表明:调焦机构的定位精度为0.0042 mm,焦平面组件的倾斜量为5.31〞,满足光学系统的要求.最后,建立了工程分析模型,并对其进行了模态分析.结果表明:调焦机构的一阶模态为176.56 Hz,高于相机的基频,满足设计要求.因此,所设计的调焦机构能够保证高分辨率空间光学遥感器在复杂工况下的成像质量.