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微小卫星太阳帆板压紧释放机构的设计

光学精密工程 2017年第4期25卷 979-986页

作者：宣明张道威谷松杨林程龙中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 长光卫星技术有限公司吉林长春130033 中国科学院大学北京100039

为实现某型号微小卫星太阳帆板的压紧释放,研制了一种小型熔线式压紧释放机构。首先,设计了可测量预紧力的压紧机构,得到扭矩与预紧力的2倍关系,给出了预紧力的确定方法。然后,根据绳索特点,设计了具有电阻调节功能的解锁机构,增强了对... 详细信息

为实现某型号微小卫星太阳帆板的压紧释放,研制了一种小型熔线式压紧释放机构。首先,设计了可测量预紧力的压紧机构,得到扭矩与预紧力的2倍关系,给出了预紧力的确定方法。然后,根据绳索特点,设计了具有电阻调节功能的解锁机构,增强了对电源的适应能力,满足了微小卫星快速模块化布局。最后,进行了熔断特性实验与熔断参数设计,得到熔断时间与电流的函数关系,确定了该型号卫星解锁的熔断功率为6.25 W,熔断时间为(6±1)s。开展了实验室环境与真空环境下的可靠性验证实验,结果表明:所设计的压紧释放机构工作可靠,适用于微小卫星展开机构,且具有较好的通用性与扩展性。该项研究对微小卫星太阳帆板压紧释放装置设计和空间展开机构设计具有指导意义。

关键词：微小卫星太阳帆板压紧释放机构预紧力

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含非线性特性的卫星压紧释放机构动力学研究

中国空间科学技术 2021年第5期41卷 57-64页

作者：刘汉武张华方贤亮上海宇航系统工程研究所上海201109 上海市空间飞行器机构重点实验室上海201109

针对卫星新型压紧释放机构的局部非线性特性,建立局部非线性结构模型,通过模拟加载得到局部非线性结构的力-位移曲线,根据实际结构的工作情况定义结构等效刚度载荷和位移限制的选取原则,并求解结构等效刚度取值区间,最后针对天线动力学... 详细信息

针对卫星新型压紧释放机构的局部非线性特性,建立局部非线性结构模型,通过模拟加载得到局部非线性结构的力-位移曲线,根据实际结构的工作情况定义结构等效刚度载荷和位移限制的选取原则,并求解结构等效刚度取值区间,最后针对天线动力学特性开展区间不确定性分析。分析结果与试验结果能够很好地吻合,天线基频误差在10%以内,满足工程应用需求,说明该分析方法的有效性。提出的局部非线性结构等效刚度区间分析方法可为卫星天线新型压紧释放机构非线性动力学分析提供解决途径,也可为其他局部非线性结构动力学分析提供参考。

关键词：压紧释放机构非线性等效刚度不确定性动力学分析

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折叠式杆状可展结构的压紧释放机构研究

折叠式杆状可展结构的压紧释放机构研究

作者：曹鹏飞哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

空间可展结构,是一种能够折叠和展开的机构。它可以长期保持折叠和展开状态,其运动时间较短。当空间可展结构处于折叠状态时,为使其安全可靠的保持这一状态,必须添加装置对其进行压紧。本文所研究的压紧释放机构,用于处于折叠状态的折... 详细信息

空间可展结构,是一种能够折叠和展开的机构。它可以长期保持折叠和展开状态,其运动时间较短。当空间可展结构处于折叠状态时,为使其安全可靠的保持这一状态,必须添加装置对其进行压紧。本文所研究的压紧释放机构,用于处于折叠状态的折叠式杆状可展结构的压紧,并在可展结构展开之前,自动解除压紧状态,且在可展结构展开时不会对其产生干涉。本文将提出折叠式杆状可展结构的压紧释放机构的设计方案,并通过理论分析、仿真研究和试验测试对此设计方案进行检验和修正。首先,对空间可展结构和压紧释放机构的研究现状及应用进行分析,确定本文的研究目标和内容。提出设计要求,并基于此要求提出三种压紧释放机构的设计方案,即火工品压紧释放机构、记忆合金压紧释放机构、热刀压紧释放机构。通过三种设计方案的分析比较,确定此压紧释放机构的最终设计方案。对此压紧释放机构进行详细设计,并通过运动仿真分析对设计方案的可行性进行检验。对绳预紧组件、收绳组件和热刀组件进行详细设计。绳索接头采用螺栓拧紧的过程拉伸绳索形成预应力的方式进行预紧,并通过螺纹副的受力分析,获得螺纹结构参数和预紧力矩。其次,在静力条件下对压紧释放机构进行力学分析。通过对此机构的静力分析,获得了绳拉力与构件内力、支反力、构件间相互作用力的关系,也验证了在接触面间加凸起与凹槽的合理性。在考虑惯性力条件下,分析了在过载10g、过载12g、各方向作用力10kN和过载20g时,绳拉力与各支反力和相互作用力的关系。对在处于折叠状态的杆状可展结构和压紧释放机构进行随机振动和正弦振动有限元仿真分析。通过对机构施加各方向的随机振动仿真分析,获得压紧释放机构的各处应力和应变,对机构和构件的设计进行检验。分别从X、Y和Z方向,对机构整体施加500Hz的正弦振动,通过有限元分析获得的应力和变形的结果,对机构设计的合理性进行进一步检验。最后,分别对绳接头、绳拉力和随机振动对机构整体的影响进行试验测试。通过绳接头的试验测试,检验了绳的强度,并获得了绳的载荷与变形的关系。通过对绳预紧力和施加预紧力矩的试验分析,确定了两者的关系。分别对机构施加X、Y、Z方向的随机振动和正弦振动,测试机构各处的应力与变形,检验设计方案的合理性。通过本文的分析,获得一种折叠式杆状可展结构的压紧释放机构的设计方案,其可行性和合理性也通过了理论分析、仿真研究和试验测试的验证。

关键词：杆状可展结构压紧释放机构有限元分析随机振动正弦振动

星箭分离过程中太阳电池阵压紧释放机构的动力学仿真

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星箭分离过程中太阳电池阵压紧释放机构的动力学仿真

2011年全国机械动力学学术大会暨中国振动工程学会机械动力学学会成立30周年庆祝会议

作者：蔡仁宇李君兰阎绍泽清华大学摩擦学国家重点实验室精密仪器与机械学系

压紧释放机构是太阳电池阵的主要组件之一,其在星箭分离冲击影响下的动力学性能关系到太阳电池阵的正常压紧与展开任务。本文采用ADAMS与ANSYS联合仿真的方法建立了含柔性太阳电池阵的星箭系统整体模型,并建立以压紧释放机构为研究重点... 详细信息

压紧释放机构是太阳电池阵的主要组件之一,其在星箭分离冲击影响下的动力学性能关系到太阳电池阵的正常压紧与展开任务。本文采用ADAMS与ANSYS联合仿真的方法建立了含柔性太阳电池阵的星箭系统整体模型,并建立以压紧释放机构为研究重点的简化数学模型。通过对理论解和仿真结果的对比,验证了模型可靠性;通过仿真分析给出了不同压紧点处压紧释放机构的受力和变形情况,并通过不同预紧力下的仿真结果对比分析了压紧释放机构的动力学性能影响。

关键词：航天器动力学太阳电池阵压紧释放机构星箭分离冲击

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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压紧杆式太阳翼自动化加载设备设计与验证

宇航学报 2021年第7期42卷 927-933页

作者：胡亚航全齐全吴跃民王国星臧梓轶杜博迟程泽北京卫星制造厂有限公司北京100094 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001 北京空间飞行器总体设计部北京100094

基于对国内外太阳翼压紧释放机构预紧实施的现状及存在问题的研究,开展设备小型化、轻量化、可视化设计,研制了一种电机驱动拉伸压紧杆的力反馈型自动化加载设备。该设备采用特制的夹紧接口,并利用凸轮原理解决了狭小空间内压紧杆的的... 详细信息

基于对国内外太阳翼压紧释放机构预紧实施的现状及存在问题的研究,开展设备小型化、轻量化、可视化设计,研制了一种电机驱动拉伸压紧杆的力反馈型自动化加载设备。该设备采用特制的夹紧接口,并利用凸轮原理解决了狭小空间内压紧杆的的夹紧难题;采用拉力传感器和力反馈系统等将太阳翼压紧杆预紧力施加精度控制在5%以内,有效地解决了预紧力加载的精度问题和自动预紧问题。为验证设备性能,开展了预紧力误差分析,设计了一套采用电阻应变片实时测量预紧力的方案,得出设备工作时预紧力的变化情况。试验结果表明,自动化加载设备不受人员技能水平的影响,绝对精度最大值为3.11%,单次加载时间小于1 min。

关键词：太阳翼压紧释放机构预紧力力反馈自动化加载应变测量

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形状记忆合金在航空航天领域的应用研究综述

航空动力学报 2022年第10期37卷 2127-2141,I0001页

作者：渠磊闫泽红饶智祥王啸远冷佳明万维锋闫晓军北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 先进航空发动机协同创新中心北京100191 北京航空航天大学航空发动机气动热力国家级重点实验室北京100191 北京航空航天大学航空发动机结构强度北京市重点实验室北京100191

为了在航空航天领域更好地利用形状记忆合金(shape memory alloys,SMA)的形状记忆效应和超弹性两方面的突出力学特性,综述了SMA在材料与工艺、本构模型、形状记忆效应应用和超弹性应用方面的研究进展。主要探讨了NiTiHf、NiTiAu等三元... 详细信息

为了在航空航天领域更好地利用形状记忆合金(shape memory alloys,SMA)的形状记忆效应和超弹性两方面的突出力学特性,综述了SMA在材料与工艺、本构模型、形状记忆效应应用和超弹性应用方面的研究进展。主要探讨了NiTiHf、NiTiAu等三元高温合金、SMA热处理工艺和3D打印工艺、形状记忆效应和超弹性本构模型、利用形状记忆效应设计的SMA丝、管、弹簧和带驱动器、利用超弹性设计的减振器、自适应结构等在航空航天领域的应用研究特点,并指出当前存在的不足。该研究结果表明:随着材料、工艺、控制、信息技术的融合发展,SMA的应用研究将向着更宽的工作温度范围、结构多样化以及智能化方向发展。

关键词：形状记忆合金形状记忆效应超弹性航空航天本构模型压紧释放机构