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随着各国航天事业的不断发展,目前分离装置在航天领域应用的越来越多,种类也在不断的增多,分离装置是航天飞行器中非常重要的部件,其性能的好坏直接影响到航天发射任务能否顺利完成,当前使用较多的火工分离装置虽然能完成分离任务,但在执行分离动作时会产生非常大的冲击力,由于航天器上载有的仪器都是精密仪器,对使用环境有着极高的要求,冲击强度太大,会导致航天器上的敏感元器件受到损伤甚至失效,而且分离过程会产生污染以及成本偏高。基于这一背景,本课题以甚低冲击星箭解锁分离装置为研究对象,该系统属于一种非火攻分离装置,依靠形状记忆合金作为驱动器,从而实现星箭解锁分离装置的可靠分离。本文主要围绕以下方面进行分析研究:
(1)对星箭解锁分离装置的分离过程进行了深入的研究,对其驱动组件中形状记忆合金丝在受热变形时产生的回复力进行了计算,并得出记忆合金丝驱动力数值大小,为选择合理的驱动组件提供了参考依据。
(2)运用动力学理论及相关知识对星箭解锁分离装置进行动力学分析,建立摆臂、传动壳体、捕获帽等部件的动力学模型,并进行模拟仿真,分析研究分离过程中各部件的响应特性。
(3)对星箭解锁分离装置进行有限元建模分析,得到分离装置前八阶模态及固有频率,并通过试验模态分析法分析出星箭解锁分离装置前八阶模态以及各阶模态所对应的频率与阻尼比,对结果进行合理分析,并对结构修改提出合理而有效的建议。
(4)对星箭解锁分离装置进行分别在捕获帽底部安装有缓冲垫和无缓冲垫情况下进行试验,测得分离过程中各测点的响应数据,分析缓冲垫的作用,并通过仿真软件对测点之间的频率响应图进行绘制,通过编写程序拟合出与目标曲线逼近的传递函数,得到传递函数零极点分布图,简单判断系统的稳定性,为后续进行冲击试验提供相关依据。
(1)对星箭解锁分离装置的分离过程进行了深入的研究,对其驱动组件中形状记忆合金丝在受热变形时产生的回复力进行了计算,并得出记忆合金丝驱动力数值大小,为选择合理的驱动组件提供了参考依据。
(2)运用动力学理论及相关知识对星箭解锁分离装置进行动力学分析,建立摆臂、传动壳体、捕获帽等部件的动力学模型,并进行模拟仿真,分析研究分离过程中各部件的响应特性。
(3)对星箭解锁分离装置进行有限元建模分析,得到分离装置前八阶模态及固有频率,并通过试验模态分析法分析出星箭解锁分离装置前八阶模态以及各阶模态所对应的频率与阻尼比,对结果进行合理分析,并对结构修改提出合理而有效的建议。
(4)对星箭解锁分离装置进行分别在捕获帽底部安装有缓冲垫和无缓冲垫情况下进行试验,测得分离过程中各测点的响应数据,分析缓冲垫的作用,并通过仿真软件对测点之间的频率响应图进行绘制,通过编写程序拟合出与目标曲线逼近的传递函数,得到传递函数零极点分布图,简单判断系统的稳定性,为后续进行冲击试验提供相关依据。