基于真空负压吸附的太阳翼重力卸载技术

空间可展开机构在地面装配和模拟展开试验过程中受到重力作用而产生应力或变形,在太空环境下重力消失引起应力释放,造成空间机构的性能发生变化影响其在轨可靠运行。针对太阳翼等空间可展开机构地面装配和展开试验的重力卸载需求,提出基于真空负压吸附的重力卸载方法,通过对太阳翼的展开动力学分析,建立卸载重力的太阳翼动力学模型;分析摩擦因数对真空负压吸附系统运动性能的影响规律和重力补偿系统的跟随响应特性,实现重力卸载系统在水平面内的自由移动和快速跟随。试验结果表明,真空负压吸附重力卸载系统的接触界面摩擦因数小于0.08,在40N的太阳翼载荷下重力补偿系统的响应误差为±5%,综合重力卸载精度可以达到94.6%。因此,基于真空负压吸附的重力卸载方法具有很高的自由度和跟随响应速度,能够满足太阳翼等空间可展开机构精密装配和模拟展开试验的需求。     

柔性太阳翼叠层电池弯曲适应性仿真与设计

航天器在轨进、出地影时,基于复合结构柔性基板的柔性太阳翼叠层电池在高、低温交变作用下会产生热弯曲变形。针对这一问题,采用有限元建模仿真,分析由太阳电池、盖片胶和抗辐照玻璃盖片组成的叠层电池的弯曲适应性,计算不同结构尺寸、不同叠层材料参数的叠层电池在跨中弯曲载荷下的最大应力。借助响应面技术研究设计变量与复合结构性能之间的关系,采用目标驱动优化分析,获得理想的结构尺寸参数。结果表明：叠层电池的宏观力学性能取决于微观不同叠层材料的组合方式;等效弹性模量不是定值,而是与叠层材料的参数有关;弯曲工况的失效模式取决于电池单体的最大拉应力,而不是宏观表征的整体弯曲强度。     

基于HyperWorks的太阳翼驱动机构谐响应仿真分析

为研究太阳翼驱动机构的动态性能,利用有限元分析软件对太阳翼驱动机构进行了谐响应分析。首先进行了机构的有限元建模,然后根据特征级加速度扫频试验结果求得整机的模态阻尼比,随后利用模态法频率响应分析求得整机的最大应力值和最大加速值。输出结果与输入结果对比发现,应力安全强度系数和加速度放大倍率均满足结构设计要求,结构设计合理。太阳翼驱动机构谐响应仿真分析为太阳翼驱动机构地面鉴定级试验提供了一定的参考依据。     

基于模态分析的太阳翼驱动机构振动试验规范研究

模态分析为明确太阳翼驱动机构的动态特性,找到机构的振动薄弱环节提供了一种方法。利用计算机仿真软件建立了机构的有限元模型,介绍了机构模型的建模技巧、建模过程、建模单元特性以及有限元模型的创建技巧。根据模态分析的理论对机构的有限元模型进行了约束模态分析,通过计算得出了机构前18阶模态的固有振动频率和振型,找到了机构振动的薄弱环节。     

空间高精度谐波减速器的应用及其发展趋势

谐波减速器作为一种结构紧凑、质量轻、体积小而减速比大、传动效率高、传动精度高传动刚度高的高性能减速器,在工业机器人和航天领域得到了广泛的应用。通过对谐波减速器在太阳翼展开机构、天线指向机构、扫描机构、行星着陆器行进轮驱动机构、空间机器人驱动关节以及导弹舵机等空间机构的应用的研究,提出了空间高精度谐波减速器的关键技术和发展趋势,并对未来谐波减速器在空间机器人、精确定位指向机构以及太阳翼帆板展开机构中的应用进行了展望。此外,也从材料、加工工艺、热处理以及优化设计技术等多角度对谐波减速器的研制技术进行了分析和研究,并从空间环境出发,对空间谐波减速器的润滑方式、使用寿命,以及在真空、强辐射和大温差环境下的传动特性进行了分析,为空间谐波减速器的研发提供了借鉴。     

为“天宫”编织“翅膀”

<正>当嫦娥三号探月之时,天宫一号也在太空迎候它的继任者天宫二号。这些航天大事件,令一位纺织学家陈南梁特别牵挂。因为,天宫一号、二号以及首批货运飞船开始搭建中国人的空间站,而它们上天的"翅膀"——太阳能电池板材都是陈南梁团队亲手编织的。常人想不到,这些航天器的太阳翼材质是玻璃纤维,它们被陈南梁编织成了半刚性的网格材料。最近,他还用镀金     

基于数字仿真的太阳翼驱动机构结构可靠性定量分析方法

为了在设计阶段就能对空间驱动机构进行可靠性分析评价,以太阳翼驱动机构为例,结合其在空间所受的环境特点,建立机构的力热仿真模型,并完成模型的合理性验证;开展性能设计参数的灵敏度分析,将材料特性参数等关键设计变量作为输入,归纳统计参数分布类型,结合抽样算法,开展迭代计算。根据故障判据和回归拟合算法构建太阳翼驱动机构可靠度、性能和关键设计参数的响应面函数,实现太阳翼驱动机构结构可靠性定量分析。     

太阳翼基板的构型分析

针对太阳翼基板构型设计方法缺乏系统性和普适性问题,提出太阳翼基板构型的基本几何模型——可展曲面.利用类比的方法,将可展曲面上的直母线当作基板间的转动副,将直母线之间的曲面当作基板,建立可展曲面与基板构型之间的对应关系.从几何学和机构构型的角度研究太阳翼基板的折展原理,建立不同基板构型的几何特征约束方程.阐述太阳翼基板构型基本组成单元的概念并找到各基本单元,对现有的太阳翼基板构型进行分类,并对不同的构型进行分析,验证了可展曲面与基板构型的对应关系.对新型太阳翼基板构型进行分析,并建立了对应的几何模型.     

基于有限元的太阳翼驱动机构结构强度分析验证

为研究空间驱动机构在力学和热学环境下的结构强度,提出一种强度分析验证方法。以太阳翼驱动机构为例,在随机振动载荷和热载荷作用下,研究机构强度设计是否满足要求。利用HyperWorks和Abaqus构建有限元模型,借助振动扫频试验数据完成模型的有效性验证,开展随机振动分析和热学分析,并对分析结果进行合理性判断。结果表明：应力强度最大值均在安全设计裕度内,太阳翼驱动机构结构强度满足设计要求。该验证方法可有效指导产品设计、降低研制费用和缩短研制周期。     

适用于热真空环境的太阳翼铰链组件测试系统

太阳翼铰链组件测试系统是专门用于太阳翼铰链组件热真空环境下各种重要力学参数的测试.详细介绍了该测试系统的组成,并对重要组成单元进行了具体设计.该测试系统获得的测试数据准确、可靠,应用成果良好.