基于微量流体压电喷射的轴系主动供油技术研究
发布时间：2021-12-28 22:35
目前随着我国综合国力的提高,对太空资源的开发需求提高,我国航天技术也取得一定的进步。随着国家航天战略项目以及民用卫星发射需求,近几年来我国卫星发射频率及数量不断加大。但卫星的研制及发射升空都需要投入较高的成本,耗费较高的人力物力,因此需要有效提高卫星在轨运行的使用寿命。随着电子元器件的寿命提高,制约卫星在轨寿命的主要原因为机械部件的摩擦失效,而摩擦失效的重要原因是姿控飞轮因润滑油供油不及时以及失效导致轴承处于贫油及半润滑状态。随着对卫星在轨寿命延长的需求,传统的被动式供油润滑已经无法满足要求因此需要提出一种可靠、可控且长效补充的主动供油方式。压电材料其响应时间短、振动位移小能够产生微量液滴喷射,因此可以结合压电材料特性设计一种高精度的轴系主动供油方案。本文首先对目前国内外压电微喷技术进行相应的介绍和分析,基于卫星飞轮轴系结构的轴承润滑问题,提出一种与轴系结构相融合的压电微喷主动供油装置,此装置能够与轴系结构融合,实现储油、供油及喷油等主要功能,也能够实现相应的轴向定位功能。本文采用环形压电振子结构与轴系结构相融合,在有限的结构空间内实现供油及定位功能,采用收缩式振动方式提高喷射性能。本...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 微量流体压电喷射技术国内外现状及分析
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 微流体压电喷射技术现状及分析
1.3 本文的主要研究内容
第2章 压电微喷主动供油装置与空间轴系融合设计
2.1 引言
2.2 压电微喷主动供油装置设计参数
2.3 压电微喷主动供油装置结构设计
2.3.1 微量喷油装置结构设计
2.3.2 背压供油系统结构设计
2.3.3 真空注油系统结构设计
2.4 环形压电振子振型选择
2.4.1 环形振子压电陶瓷选型
2.4.2 环形振子模态分析
2.5 本章小结
第3章 压电微喷主动供油装置流固耦合以及喷射特性仿真计算
3.1 引言
3.2 压电微喷主动供油流固耦合分析
3.2.1 流固耦合模态分析
3.2.2 流固耦合谐响应分析
3.2.3 喷口声压瞬态分析
3.3 压电微喷主动供油喷射特性分析
3.3.1 主动供油喷射分析模型建立
3.3.2 单油滴喷射过程分析
3.3.3 激励参数对油滴喷射特性影响分析
3.4 本章小结
第4章 压电微喷主动供油装置驱动电源的设计制作
4.1 引言
4.2 驱动电源的设计要求
4.2.1 驱动电源的输入特性
4.2.2 驱动电源的输出特性
4.3 驱动电源的总体设计
4.4 直流反激升压电路设计
4.4.1 变压器设计计算
4.4.2 输入回路设计
4.4.3 反激电压输出回路
4.4.4 PWM发生电路
4.4.5 稳压电路设计
4.4.6 直流反激升压电路仿真
4.5 半桥逆变电路设计
4.6 驱动电源制作及测试
4.7 本章小结
第5章 压电微喷轴系主动供油实验设计与研究
5.1 引言
5.2 轴系主动供油实验平台搭建
5.2.1 压电振子振动测试实验平台
5.2.2 微喷主动供油实验平台
5.3 微喷主动供油装置性能实验
5.3.1 激励参数对喷射性能影响测试
5.3.2 微喷主动供油装置润滑性能实验
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年世界航天发展重要进展与趋势[J]. 方勇. 卫星应用. 2018(02)
[2]芳基取代羧酸离子液体结构与摩擦学性能的构效关系研究[J]. 孙文静,张帅,董瑞,文平,杨得锁,凡明锦. 表面技术. 2017(11)
[3]压电微喷辅助液滴的多物理场耦合与实验[J]. 范增华,荣伟彬,王乐锋,孙立宁. 西安交通大学学报. 2016(11)
[4]无阀压电泵的流固耦合仿真及试验验证[J]. 曾平,李立安,胥锋,刘国君,温建明. 光学精密工程. 2016(01)
[5]压电驱动撞针式高黏性胶体微喷系统的研制[J]. 刘亚欣,赵亚涛,路士州,姚玉峰. 西安交通大学学报. 2015(06)
[6]含纳米石墨水基润滑剂润滑性能研究[J]. 吴超,张好强,贾晓鸣. 润滑与密封. 2013(08)
[7]航天长寿命轴承润滑技术[J]. 孙小波,王枫,葛世军,张弘毅,王子君. 轴承. 2012(03)
[8]大粘度压电微喷系统的研究[J]. 刘军考,王晓溪,郁朋,陆地. 压电与声光. 2012(01)
[9]空间液体润滑多孔储油器特性研究[J]. 汪洋,刘秋生,阎嘉坪. 空间科学学报. 2008(06)
[10]压电双晶片驱动的压电微泵的研究[J]. 王海宁,崔大付,耿照新,陈兴. 压电与声光. 2007(03)
硕士论文
[1]树脂基复合材料的减摩耐磨性能及其有限元模拟研究[D]. 李美玲.东北石油大学 2017
[2]基础润滑油摩擦学性能及其流变特性分析[D]. 张心爱.重庆大学 2016
[3]油润滑航天轴承润滑状态及润滑剂流变特性的研究[D]. 曹佳伟.河南科技大学 2015
[4]3D打印按需滴化微喷射关键技术[D]. 郑振粮.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：3554860
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 微量流体压电喷射技术国内外现状及分析
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 微流体压电喷射技术现状及分析
1.3 本文的主要研究内容
第2章 压电微喷主动供油装置与空间轴系融合设计
2.1 引言
2.2 压电微喷主动供油装置设计参数
2.3 压电微喷主动供油装置结构设计
2.3.1 微量喷油装置结构设计
2.3.2 背压供油系统结构设计
2.3.3 真空注油系统结构设计
2.4 环形压电振子振型选择
2.4.1 环形振子压电陶瓷选型
2.4.2 环形振子模态分析
2.5 本章小结
第3章 压电微喷主动供油装置流固耦合以及喷射特性仿真计算
3.1 引言
3.2 压电微喷主动供油流固耦合分析
3.2.1 流固耦合模态分析
3.2.2 流固耦合谐响应分析
3.2.3 喷口声压瞬态分析
3.3 压电微喷主动供油喷射特性分析
3.3.1 主动供油喷射分析模型建立
3.3.2 单油滴喷射过程分析
3.3.3 激励参数对油滴喷射特性影响分析
3.4 本章小结
第4章 压电微喷主动供油装置驱动电源的设计制作
4.1 引言
4.2 驱动电源的设计要求
4.2.1 驱动电源的输入特性
4.2.2 驱动电源的输出特性
4.3 驱动电源的总体设计
4.4 直流反激升压电路设计
4.4.1 变压器设计计算
4.4.2 输入回路设计
4.4.3 反激电压输出回路
4.4.4 PWM发生电路
4.4.5 稳压电路设计
4.4.6 直流反激升压电路仿真
4.5 半桥逆变电路设计
4.6 驱动电源制作及测试
4.7 本章小结
第5章 压电微喷轴系主动供油实验设计与研究
5.1 引言
5.2 轴系主动供油实验平台搭建
5.2.1 压电振子振动测试实验平台
5.2.2 微喷主动供油实验平台
5.3 微喷主动供油装置性能实验
5.3.1 激励参数对喷射性能影响测试
5.3.2 微喷主动供油装置润滑性能实验
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年世界航天发展重要进展与趋势[J]. 方勇. 卫星应用. 2018(02)
[2]芳基取代羧酸离子液体结构与摩擦学性能的构效关系研究[J]. 孙文静,张帅,董瑞,文平,杨得锁,凡明锦. 表面技术. 2017(11)
[3]压电微喷辅助液滴的多物理场耦合与实验[J]. 范增华,荣伟彬,王乐锋,孙立宁. 西安交通大学学报. 2016(11)
[4]无阀压电泵的流固耦合仿真及试验验证[J]. 曾平,李立安,胥锋,刘国君,温建明. 光学精密工程. 2016(01)
[5]压电驱动撞针式高黏性胶体微喷系统的研制[J]. 刘亚欣,赵亚涛,路士州,姚玉峰. 西安交通大学学报. 2015(06)
[6]含纳米石墨水基润滑剂润滑性能研究[J]. 吴超,张好强,贾晓鸣. 润滑与密封. 2013(08)
[7]航天长寿命轴承润滑技术[J]. 孙小波,王枫,葛世军,张弘毅,王子君. 轴承. 2012(03)
[8]大粘度压电微喷系统的研究[J]. 刘军考,王晓溪,郁朋,陆地. 压电与声光. 2012(01)
[9]空间液体润滑多孔储油器特性研究[J]. 汪洋,刘秋生,阎嘉坪. 空间科学学报. 2008(06)
[10]压电双晶片驱动的压电微泵的研究[J]. 王海宁,崔大付,耿照新,陈兴. 压电与声光. 2007(03)
硕士论文
[1]树脂基复合材料的减摩耐磨性能及其有限元模拟研究[D]. 李美玲.东北石油大学 2017
[2]基础润滑油摩擦学性能及其流变特性分析[D]. 张心爱.重庆大学 2016
[3]油润滑航天轴承润滑状态及润滑剂流变特性的研究[D]. 曹佳伟.河南科技大学 2015
[4]3D打印按需滴化微喷射关键技术[D]. 郑振粮.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：3554860
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3554860.html
