航天器分步展开式太阳翼设计与研究

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随着我国空间航天器技术的日益发展,常规的一次展开式太阳翼虽然技术成熟,但越来越不能满足未来的技术需求,基于更好的进行航天器变轨过程姿态控制和减少太阳光压干扰力矩的目的,需要对采用T型布局、分步展开构型的太阳翼进行设计与研究,这对于满足未来技术发展趋势具有重要意义。本文针对分步展开式太阳翼的展开构型特点和任务指标要求,提出了两种总体布局方案,并进行了方案对比和分析,确定了总体方案。在此基础上完成了基板、连接架、展开机构和压紧释放机构等部件的详细设计,最终完成了整个方案的设计和PRO/E数字模装。为了验证设计方案的正确性和指标的符合性,通过ADAMS和PATRAN软件建立了展开动力学模型和有限元模型,在此基础上完成了展开运动学和动力学、模态特性和强度分析仿真工作,其运动特性、展开和收拢状态模态频率和在发射、在轨展开及变轨等三种工况下的强度裕度均满足指标要求,表明分步展开太阳翼方案合理可行,可以实现研究目标。
摘要第3-4页
ABSTRACT第4页
第一章 绪论第7-14页
    1.1 课题的来源及意义第7-8页
        1.1.1 课题的来源第7页
        1.1.2 课题研究的意义第7-8页
    1.2 国内外研究现状综述第8-13页
        1.2.1 国外研究现状第8-12页
        1.2.2 国内研究现状第12-13页
    1.3 课题的研究目标和主要研究内容第13-14页
        1.3.1 研究目标第13页
        1.3.2 研究内容第13-14页
第二章 分步展开太阳翼总体设计第14-38页
    2.1 任务和功能第14页
    2.2 技术指标要求第14-15页
    2.3 设计方案第15-24页
        2.3.1 构型设计第15-17页
        2.3.2 总体方案论证与选取第17-20页
        2.3.3 产品组成第20-21页
        2.3.4 外形尺寸及包络第21-22页
        2.3.5 压紧点和约束点布置第22页
        2.3.6 展开到位指示第22-24页
    2.4 各部件设计方案第24-34页
        2.4.1 基板第24-26页
        2.4.2 连接架第26-28页
        2.4.3 板间展开锁定机构第28-32页
        2.4.4 压紧释放和约束释放机构第32-34页
    2.5 可靠性设计与分析第34-36页
        2.5.1 力矩裕度分析第34页
        2.5.2 润滑设计第34-35页
        2.5.3 机构 FMEA 分析第35-36页
    2.6 本章小结第36-38页
第三章 太阳翼展开运动学和动力学仿真第38-54页
    3.1 仿真模型的建立第38-43页
        3.1.1 第一步展开模型第38-42页
        3.1.2 第二步展开模型第42-43页
    3.2 计算输入第43-45页
    3.3 分析结果第45-52页
        3.3.1 不考虑电缆阻力矩第46-49页
        3.3.2 考虑电缆阻力矩第49-52页
    3.4 结果汇总第52-53页
    3.5 本章小结第53-54页
第四章 太阳翼模态特性及强度分析第54-67页
    4.1 计算输入第54-56页
    4.2 有限元建模第56-58页
        4.2.1 连接架主梁等效模型第56页
        4.2.2 基板建模第56页
        4.2.3 铰链和压紧杆建模第56-58页
    4.3 模态特性第58-61页
    4.4 强度分析第61-66页
        4.4.1 载荷条件第61页
        4.4.2 计算结果第61-66页
        4.4.3 结果汇总第66页
    4.5 本章小结第66-67页
第五章 总结与展望第67-69页
    5.1 总结第67页
    5.2 本文的不足及展望第67-69页
参考文献第69-71页
致谢第71-72页
攻读硕士学位期间发表的学术论文第72-73页
附件第73-75页
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