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星载阵列天线型面优化调节方法研究

空间控制技术与应用 2022年第4期48卷 96-103页

作者：陈夜彭海阔李奇张如变王萌上海卫星工程研究所上海201109

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... 详细信息

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.

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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一种大型星载雷达天线限位式压紧释放方法

航天器工程 2022年第5期31卷 67-72页

作者：马超王志国任友良王开浚张如变上海卫星工程研究所上海201109

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... 详细信息

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。

关键词：星载雷达天线压紧释放

基于实测数据的卫星公路运输动力学特性仿真分析方法

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航天器环境工程 2022年第6期39卷 557-561页

作者：王开浚陈夜马超张如变彭海阔上海卫星工程研究所上海201109

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... 详细信息

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。

关键词：卫星公路运输力学环境随机振动响应

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行星架过盈连接结构的微动滑移计算

行星架过盈连接结构的微动滑移计算

作者：张如变大连理工大学

学位级别：硕士

风力发电的行星架与法兰采用过盈连接,在风力载荷作用下,过盈配合的接触表面会产生小幅的相对滑动,该现象被称之为微动滑移。微动滑移将导致表面磨损、萌生裂纹甚至可能产生微动疲劳失效。本文采用有限元软件Workbench,建立该结构的有... 详细信息

风力发电的行星架与法兰采用过盈连接,在风力载荷作用下,过盈配合的接触表面会产生小幅的相对滑动,该现象被称之为微动滑移。微动滑移将导致表面磨损、萌生裂纹甚至可能产生微动疲劳失效。本文采用有限元软件Workbench,建立该结构的有限元模型,编写后处理程序,考虑初始装配和工作载荷下,计算前后过盈配合的微动滑移结果,并分析滑移原因、探讨结构形状参数对微动滑移的影响,最后提出改进方案。首先,介绍有限元接触分析基础。在对接触的定义、摩擦模型、接触类型简要说明后,本文从算法原理和典型算例出发,比较各个接触算法在计算滑移量方面的差异。其次,建立准确且经济的有限元模型。包括：模型简化,忽略不必要的结构特征;轴承等效,因为该结构尺寸较大,其结构刚度接近轴承刚度,所以前后轴承不再视为刚性约束,而是采用弹簧等效;网格划分,选择高阶单元,且在过盈连接区域布置细密网格,达到兼顾精度和效率的目的;将整个分析过程分解为装配、预紧和加载三个分析步,模拟原结构的实际工况;网格划分大小敏感度分析。再次,考虑到Workbench只能输出基于初始状态的合成滑移量,所以需要自行编写后处理程序计算滑移矢量,其主要流程：提取各个接触单元在自然坐标系下的微动滑移,经过坐标变换、节点结果平均,得到全局坐标下的滑移结果,然后根据形函数插值获得接触区域的滑移场。采用该后处理程序,逐个分析研究三个分析步：装配阶段、预紧阶段和加载阶段,分别计算各个分析步的滑移结果,并分析不同网格单元大小对滑移幅值的影响。最后,分析滑移原因和结构影响因素,并据此提出改进方案。从结构形式、载荷形式和滑移结果等角度,分析引起后端滑移的原因,并据此提出对微动滑移有影响的若干结构形状参数,采用上述算流程分析其影响大小。根据影响因素分析结果,提出结构改进方案。改进后,后端过盈的最大滑移幅值从原来的40.0μm降低至8.8μm。

关键词：过盈连接微动滑移有限元后处理程序结构改进

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一种环形热控多层支撑装置结构设计研究

一种环形热控多层支撑装置结构设计研究

北京力学会第二十八届学术年会

作者：曹裕豪张如变陶炯鸣孔祥宏上海卫星工程研究所

环形热控多层支撑装置主要用于航天器星表天线等舱外产品的热控多层安装保形,本文针对一种环形热控多层支撑装置的结构刚度特性进行了力学仿真分析,从结构刚度设计角度对环形热控多层支撑装置在航天器发射过程中的抗力学环境设计提出了... 详细信息

环形热控多层支撑装置主要用于航天器星表天线等舱外产品的热控多层安装保形,本文针对一种环形热控多层支撑装置的结构刚度特性进行了力学仿真分析,从结构刚度设计角度对环形热控多层支撑装置在航天器发射过程中的抗力学环境设计提出了解决方案。

关键词：环形装置结构刚度

来源： cnki会议评论

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卫星工程中的材料应用与需求展望

国际太空 2022年第9期 44-49页

作者：陈夜彭海阔张如变王开浚任友良上海卫星工程研究所

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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包带约束下的星箭连接环组合力学分析

机械制造与自动化 2023年第6期52卷 63-65页

作者：陈夜王开浚虞自飞张如变王志国上海卫星工程研究所上海201109

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... 详细信息

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。

关键词：星箭连接环过载包带非线性接触

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航天器蜂窝夹层板对称热变形分析及试验验证

航天器工程 2019年第3期28卷 52-55页

作者：马超陈晶王志国顾志悦张如变茅敏上海卫星工程研究所

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... 详细信息

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。

关键词：航天器蜂窝夹层板对称热变形光轴指向

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过盈连接结构微动滑移矢量计算方法

机械传动 2016年第4期40卷 58-62页

作者：李亚美董惠敏张如变郝丽格邱俊王德伦大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024 大连华锐重工集团股份有限公司辽宁大连116013

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... 详细信息

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。

关键词：行星架过盈连接微动滑移有限元分析

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