某姿控动力系统结构优化研究

发布时间：2020-05-20 04:28

【摘要】：姿控动力系统是航天器的动力系统,为航天器在太空飞行时的姿态调整和轨道变换提供动力。姿控动力系统搭载运载火箭飞往地球大气层外,某些姿控动力系统还要肩负航天器返回地球的任务,因此姿控动力系统必须要有足够的强度和刚度以承受发射和返回过程中各种载荷作用时,结构不产生破坏。姿控动力系统作为航天器结构重量的一部分,其重量越小越好。本文将对姿控动力系统结构进行强度、刚度计算和结构优化研究。文章对姿控动力系统结构优化的研究从两方面开展:一是对姿控动力系统结构安装板结构优化,二是对发动机组合支架结构优化。安装板经静力学和随机振动仿真分析后,对安装板进行尺寸优化确定满足强度和刚度的安装板最小厚度;通过拓扑优化分析找出安装板的力传递路径,根据安装板各单机的安装位置和拓扑分析结果,设计安装板加强筋位置,对加强筋进行尺寸优化,确定最优加强筋高度;通过对安装板进行模态分析及优化,设计出符合要求的结构。组合支架经静力学和随机振动分析后,再通过拓扑优化对组合支架结构优化,对优化后结构进行分析,找出结构应力集中的部位,进一步对结构进行优化,减小结构应力集中。通过优化,安装板最大应力减小43.0%,最大应变减小38.2%,质量减轻41.9%,通过试验验证了优化后的安装板力学性能符合要求;组合支架最大应力减小23.9%,最大应变减小8.6%,质量减轻12.0%,通过静力学疲劳分析和随机振动疲劳分析,验证了组合支架的可靠性。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V439.7;V448.22

【参考文献】

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本文编号：2672051