軌道飛行器艙門可重復(fù)鎖緊機(jī)構(gòu)的研制.pdf

1、近年來由于航天飛機(jī)的退役和貨運(yùn)飛船、空間站不具備天地往返能力，航天大國紛紛將研究的重心轉(zhuǎn)向無人駕駛的軌道飛行器，以期擔(dān)負(fù)起“天地轉(zhuǎn)運(yùn)體系”的重任，同時(shí)完成在軌規(guī)劃的其他任務(wù)。軌道飛行器的系統(tǒng)組成與航天飛機(jī)相似，其在軌運(yùn)行期間需要重復(fù)開啟載荷艙艙門，重復(fù)展開并收攏輻射器和太陽能電池陣，為保證其天地往返工作能力，抵御發(fā)射和再入過程中惡劣的力學(xué)環(huán)境，上述結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)系統(tǒng)必須具備重復(fù)鎖緊與釋放的功能。因此，具有大承載能力的可重復(fù)使用鎖緊釋放技術(shù)成

2、為軌道飛行器結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)迫切需要攻克的核心問題。
　　針對軌道飛行器艙門重復(fù)開啟與鎖定的需求，本文基于傳統(tǒng)的四桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)自鎖原理，提出三種可重復(fù)鎖緊方案，通過方案對比分析，優(yōu)選出一種最佳方案并對各個(gè)零部件進(jìn)行初步的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及參數(shù)設(shè)計(jì)。
　　在初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，提取出結(jié)構(gòu)的基本的機(jī)構(gòu)組成，利用動(dòng)力學(xué)仿真軟件對其進(jìn)行功能與性能參數(shù)仿真，并建立相應(yīng)的優(yōu)化模型對機(jī)構(gòu)的桿長進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)的桿長，減小整體機(jī)構(gòu)的包絡(luò)尺寸與質(zhì)

3、量以滿足質(zhì)量和結(jié)構(gòu)布局要求，提高鎖緊機(jī)構(gòu)的效率。利用有限元分析軟件對整個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)特性仿真分析，得出一定承載條件下的各關(guān)鍵零件的應(yīng)力響應(yīng)以及鎖緊狀態(tài)下的機(jī)構(gòu)剛度。
　　為確定有效載荷艙門整個(gè)系統(tǒng)的最優(yōu)鎖緊布局方案，首先基于對鎖緊機(jī)構(gòu)的剛度分析，對其進(jìn)行剛度等效簡化，并將等效模型代替鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊艙門系統(tǒng)。通過對艙門的自由度分析確定鎖緊點(diǎn)數(shù)量以及鎖緊形式，最后以整個(gè)艙門系統(tǒng)的基頻最大為目標(biāo)，利用有限元軟件對鎖緊點(diǎn)位置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，