航天器复合材料桁架连接增强方法与验证

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作者 马超 王志国 +5 位作者 张如变 胡宗文 刘良威 陆晴 陈红飞 胡敏 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2024年第3期68-73,共6页

大型航天器主承载复合材料桁架局部承受过大的轴向拉伸载荷时,存在接头与杆件拉脱破坏的风险。基于胶接桁架碳纤维分层破坏机理,提出了外套管增强胶接、锥面配合增强胶接和组合增强胶接3种连接增强方案,通过优化传力路径达到降低层间应... 大型航天器主承载复合材料桁架局部承受过大的轴向拉伸载荷时,存在接头与杆件拉脱破坏的风险。基于胶接桁架碳纤维分层破坏机理,提出了外套管增强胶接、锥面配合增强胶接和组合增强胶接3种连接增强方案,通过优化传力路径达到降低层间应力的目的。针对3种连接增强方案,投产了相应的试件开展性能测试。经试验验证,胶接增强设计方法能够有效提高承载能力33%~66%,极限拉脱力达到200 kN,可为大型航天器主承载桁架研制提供参考。 展开更多

关键词 航天器 复合材料桁架 胶接接头 连接增强

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航天器蜂窝夹层板对称热变形分析及试验验证 被引量：4

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作者 马超 陈晶 +3 位作者 王志国 顾志悦 张如变 茅敏 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2019年第3期52-55,共4页

分析了太阳同步轨道遥感卫星某遥感仪器安装板在平面温度场下的热变形特点,考虑蜂窝芯子横向胀缩,建立了对称热变形问题理论模型,给出控制方程和级数解。同时设计了热变形试验,采用数字近景摄影测量光轴指向变化。理论分析结果与试验结... 分析了太阳同步轨道遥感卫星某遥感仪器安装板在平面温度场下的热变形特点,考虑蜂窝芯子横向胀缩,建立了对称热变形问题理论模型,给出控制方程和级数解。同时设计了热变形试验,采用数字近景摄影测量光轴指向变化。理论分析结果与试验结果一致性较好,表明可采用该模型对蜂窝板在轨热变形进行预示。典型高低温工况下蜂窝夹层板对称热变形造成安装其上的相机光轴指向变化在20″左右,选用相对稀疏、较矮的蜂窝芯子,可降低热变形的影响。 展开更多

关键词 航天器 蜂窝夹层板 对称热变形 光轴指向

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包带约束下的星箭连接环组合力学分析

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作者 陈夜 王开浚 +2 位作者 虞自飞 张如变 王志国 《机械制造与自动化》 2023年第6期63-65,共3页

为推动星箭连接环产品的标准化、型谱化,必须精准分析连接环在卫星发射阶段的应力与变形并评估其承载能力。将星箭连接环上的力学作用分解为线性的发射过载与非线性的包带接触,采用ABAQUS软件建立接触与过载的组合分析模型,时序上的分... 为推动星箭连接环产品的标准化、型谱化,必须精准分析连接环在卫星发射阶段的应力与变形并评估其承载能力。将星箭连接环上的力学作用分解为线性的发射过载与非线性的包带接触,采用ABAQUS软件建立接触与过载的组合分析模型,时序上的分步分析使得非线性求解能够收敛。分析结果表明:包带约束对连接环的应力、变形影响明显,该型星箭连接环最大可承载质量3 500 kg、质心高度2 m的卫星。 展开更多

关键词 星箭连接环 过载 包带 非线性 接触

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基于实测数据的卫星公路运输动力学特性仿真分析方法 被引量：2

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作者 王开浚 陈夜 +2 位作者 马超 张如变 彭海阔 《航天器环境工程》 北大核心 2022年第6期557-561,共5页

为解决卫星运输跑车试验耗时耗力的问题,采用仿真方法研究了卫星在公路运输过程中的动力学特性。先基于大量实测数据,建立仿真分析输入谱;再通过Patran/Nastran有限元软件建立包装箱–卫星的联合仿真模型,对经过组合体模态试验修正后的... 为解决卫星运输跑车试验耗时耗力的问题,采用仿真方法研究了卫星在公路运输过程中的动力学特性。先基于大量实测数据,建立仿真分析输入谱;再通过Patran/Nastran有限元软件建立包装箱–卫星的联合仿真模型,对经过组合体模态试验修正后的模型进行了模态分析和随机振动响应分析,得到了模型的前6阶模态振型以及关键部位的加速度和应力响应RMS值。结果表明:联合仿真模型各部位的应力RMS值远低于材料屈服极限,卫星结构具有足够的安全裕度。该仿真分析方法可以准确有效地分析卫星在运输过程中经受的力学环境,为卫星结构及包装箱设计提供依据。 展开更多

关键词 卫星 公路运输 力学环境 随机振动响应

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星载阵列天线型面优化调节方法研究 被引量：1

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作者 陈夜 彭海阔 +2 位作者 李奇 张如变 王萌 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2022年第4期96-103,共8页

星载天线的型面精度是保证其工作性能的关键因素.随着天线尺寸的增大,传统的型面精度被动控制方法已难以满足高精度、高分辨率对地观测卫星的需求.本文提出了一种天线型面优化调节方案,在天线背面布置若干作动器作为调节机构,采用优化... 星载天线的型面精度是保证其工作性能的关键因素.随着天线尺寸的增大,传统的型面精度被动控制方法已难以满足高精度、高分辨率对地观测卫星的需求.本文提出了一种天线型面优化调节方案,在天线背面布置若干作动器作为调节机构,采用优化调节算法分配作动器的位移量,以实现最优的型面精度调节.通过建立一个由温度加载系统、型面测量系统和调节控制系统组成的型面调节模拟试验系统,开展了均温50℃、均温75℃和梯度温度3种温度工况下的型面调节试验.经测试,调节后的天线型面误差降低了60%以上,型面误差RMS值达到30μm以内,为优化调节技术在卫星型号上的推广应用提供了依据. 展开更多

关键词 星载天线 型面精度 优化调节 模拟试验系统

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卫星工程中的材料应用与需求展望

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作者 陈夜 彭海阔 +2 位作者 张如变 王开浚 任友良 《国际太空》 2022年第9期44-49,共6页

1引言卫星在生命周期中经历了复杂的环境条件,包括发射振动、在轨真空、冷热交替、粒子辐射等,对材料提出了特殊的环境要求[1],使得卫星材料的选用与常规产品有很大区别。一直以来,材料科学在国内外航天重大规划中占据了重要的位置。

关键词 卫星工程 粒子辐射 常规产品 材料科学 生命周期 冷热交替 应用与需求

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一种大型星载雷达天线限位式压紧释放方法

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作者 马超 王志国 +2 位作者 任友良 王开浚 张如变 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2022年第5期67-72,共6页

针对大型星载相控阵雷达天线子板数量多、尺寸大、质量重的特点,探索一种限位式压紧释放方法。基于压紧释放机构与星体结构一体化设计的思想,进行了系统方案设计和原理样机研制。围绕样机开展了系列性能试验,试验结果表明:系统基频满足... 针对大型星载相控阵雷达天线子板数量多、尺寸大、质量重的特点,探索一种限位式压紧释放方法。基于压紧释放机构与星体结构一体化设计的思想,进行了系统方案设计和原理样机研制。围绕样机开展了系列性能试验,试验结果表明:系统基频满足运载工具的要求,能够承受发射期间的大量级振动,可为雷达天线提供良好动力学环境,实现天线可靠压紧。运动学仿真分析表明,入轨后星体桁架能够平稳展开,顺利释放雷达天线。经验证,限位式压紧释放系统方案合理可行,功能性能满足要求,可有效支撑卫星型号研制。 展开更多

关键词 星载雷达 天线 压紧释放

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过盈连接结构微动滑移矢量计算方法

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作者 李亚美 董惠敏 +3 位作者 张如变 郝丽格 邱俊 王德伦 《机械传动》 CSCD 北大核心 2016年第4期58-62,共5页

过盈连接结构受力后接触表面会产生小幅的相对滑移幅值,当其处于一定范围之间时,微动疲劳寿命缩短。针对一种设计的行星架过盈连接结构,为了评价该结构过盈连接处设计的合理性,借助Workbench有限元分析软件分析过盈配合处微动滑移幅值... 过盈连接结构受力后接触表面会产生小幅的相对滑移幅值,当其处于一定范围之间时,微动疲劳寿命缩短。针对一种设计的行星架过盈连接结构,为了评价该结构过盈连接处设计的合理性,借助Workbench有限元分析软件分析过盈配合处微动滑移幅值情况。考虑到从Workbench无法直接获得指定方向和某个加载步的滑移幅值,提出一种提取滑移矢量的方法,分析指定方向和加载步的滑移幅值。结果表明,在加载阶段,后端过盈接触区域微动滑移幅值处于临界值范围内,微动疲劳寿命较短,分析结果可为结构设计改进提供参考。 展开更多

关键词 行星架 过盈连接 微动滑移 有限元分析

原文传递

一种弱响应压紧释放装置研究

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作者 蒋国伟 周徐斌 +2 位作者 沈庆丰 王志国 张如变 《上海航天》 2016年第1期85-89,共5页

对某卫星桁架与可展开天线板间的压紧释放连接设计进行了研究。根据整星振动试验中对传统压紧释放装置的响应测试结果,设计了一种连接桁架与可展开天线板的弱响应压紧释放装置,在保证压紧装配的便捷性和可靠解锁展开的可靠性的同时,有... 对某卫星桁架与可展开天线板间的压紧释放连接设计进行了研究。根据整星振动试验中对传统压紧释放装置的响应测试结果,设计了一种连接桁架与可展开天线板的弱响应压紧释放装置,在保证压紧装配的便捷性和可靠解锁展开的可靠性的同时,有效改进了桁架至可展开天线板的力学传递特性,使振动响应传递至可展开天线板上时得到有效遏制。试验验证结果表明:该弱响应压紧释放装置能较大程度减弱振动响应的放大,特别适于有集中载荷的可展附件与桁架间的压紧释放设计,也可用于卫星其他类型可展开柔性附件。 展开更多

关键词 卫星桁架 可展开天线板 集中质量 弱响应 压紧释放装置

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带射频电缆的可展开天线阵在轨展开动力学

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作者 蒋国伟 张如变 +1 位作者 牟旭娜 黄业平 《航天器环境工程》 2014年第6期605-608,共4页

空间存在射频电缆穿越可展开部件工作区域的情形,这会对部件的展开特性造成较大的影响(特别是无源可展开机构),甚至会影响整个航天器任务。文章以某卫星带有半刚性射频电缆的无源可展开天线阵为例,提出了其动力学建模仿真流程,并建立在... 空间存在射频电缆穿越可展开部件工作区域的情形,这会对部件的展开特性造成较大的影响(特别是无源可展开机构),甚至会影响整个航天器任务。文章以某卫星带有半刚性射频电缆的无源可展开天线阵为例,提出了其动力学建模仿真流程,并建立在轨展开动力学模型;采用该模型开展了在轨展开动力学特性的仿真研究,同时与在轨实测数据进行了比对。结果表明,仿真数据与在轨实测数据基本一致,准确地评估了射频电缆对可展开天线阵在轨展开特性的影响,仿真评估方法有效。该建模仿真流程同样适用于卫星其他类型可展开部件的展开特性研究。 展开更多

关键词 可展开天线阵 射频电缆 在轨展开 动力学建模 仿真研究

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现代卫星结构技术研究进展

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作者 陈夜 彭海阔 +2 位作者 孔祥森 张如变 赵发刚 《国际太空》 2021年第9期26-32,共7页

随着军用、民用领域对卫星功能、性能需求的不断提高,现代卫星对结构的精度、集成度与轻量化提出了更高的要求。通过梳理近期国内外航天领域的发展规划,调研国内外卫星结构技术在实现高精度、高集成度与轻量化方面的进展,对比国内外技... 随着军用、民用领域对卫星功能、性能需求的不断提高,现代卫星对结构的精度、集成度与轻量化提出了更高的要求。通过梳理近期国内外航天领域的发展规划,调研国内外卫星结构技术在实现高精度、高集成度与轻量化方面的进展,对比国内外技术状况,分析国内在卫星结构精度主动控制技术、多领域集成设计技术、小型结构平台技术等方面的不足,为提高相关技术能力,比肩国际先进水平,提出技术发展着力点。 展开更多

关键词 集成设计 小型结构 卫星结构 主动控制技术 民用领域 性能需求 高集成度 轻量化

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