空間相機快門裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計及壽命試驗研究.pdf

1、快門裝置是空間相機的關(guān)鍵部件,其性能下降或故障會導(dǎo)致整個相機失效。在發(fā)射階段,快門裝置需經(jīng)受惡劣的力學(xué)環(huán)境;在在軌階段,快門裝置需連續(xù)運轉(zhuǎn)上億次,這樣的工況對快門裝置的動態(tài)特性及長壽命可靠性提出了極高的要求。在設(shè)計初期,為了在較短時間內(nèi)了解快門裝置主要部件之間的相互影響情況和關(guān)鍵零部件性能退化情況,對快門裝置進行了加速壽命試驗。本文主要研究在加速壽命試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上,如何改進快門裝置結(jié)構(gòu)以提高整機性能,并設(shè)計常規(guī)壽命試驗完整驗證改進后快

2、門裝置的長壽命可靠性。
　　本文首先對快門裝置加速壽命試驗結(jié)果進行了分析總結(jié),找出了快門裝置在加速壽命試驗中暴露的薄弱環(huán)節(jié)。針對亟需改進的問題提出了多個改進方案并分別建立各改進方案下的快門裝置有限元模型。在有限元建模過程中,通過研究對軸承采用以彈簧單元代替滾珠的簡化建模方法,使的建模效率及有限元計算收斂性得到提高。對有限元模型進行模態(tài)及靜力分析,根據(jù)分析結(jié)果選定了最優(yōu)方案。
　　其次,本文對改進后的快門裝置進行了整機動力學(xué)分

3、析,包括快門裝置的隨機振動分析及諧響應(yīng)分析,結(jié)果表明快門裝置整機的變形和應(yīng)力均滿足強度要求,且各項指標(biāo)的安全系數(shù)遠高于設(shè)計要求,說明改進后的快門裝置整機力學(xué)性能滿足設(shè)計要求。為了驗證動力學(xué)仿真分析結(jié)果,還設(shè)計了快門裝置的環(huán)境振動試驗。
　　最后,本文設(shè)計了快門裝置壽命試驗及其具體實施方案。對實驗臺進行了設(shè)計,確定了試驗的運行過程。綜合考慮試驗要求及測量精確性,確定了需測試參數(shù)及其采集方式。設(shè)計了計算機檢測系統(tǒng)和速度控制系統(tǒng)從而實現(xiàn)