考虑空间热环境的星箭包带式连接结构力学特性研究

发布时间：2017-10-10 13:15

  本文关键词：考虑空间热环境的星箭包带式连接结构力学特性研究

  更多相关文章： 包带式连接结构 空间热环境 连接特性 动力学特性

【摘要】：在航天领域中,卫星与运载火箭之间的连接普遍采用包带式连接结构,其连接和解锁分离性能的优劣将直接影响星上高精度敏感元器件及星箭整体的动力学特性。随着航天技术的迅速发展,有关包带式连接结构力学特性的研究工作已日渐完善,就已掌握的资料来看,少有考虑空间热环境对星箭包带式连接结构力学特性等方面的影响。论文分析了空间热环境下的包带式连接结构连接特性和动力学特性,提供了一种有效的方式来揭示受空间热环境影响下的包带式连接结构力学特性。主要内容如下:(1)在ANSYS软件中建立考虑接触摩擦的包带式连接结构三维有限元模型;确定一种可以应用在热分析中的金属包带预紧力加载方式;引用包带温度实验,开展有限元仿真分析,并对比仿真分析结果与实验数据,验证有限元模型及仿真方法的正确性。(2)根据连接结构自身结构特点和飞行时的空间位置,详细分析其所处的真实空间热环境;给出连接结构在相应空间热辐射下的热流计算;针对不同空间热环境,对包带式连接结构开展瞬态温度场有限元分析。(3)对比分析在考虑空间热环境和常温环境下连接结构的非线性连接特性,并讨论多种参数变化对连接结构静力学特性的影响。(4)简化三维有限元模型,建立包带连接系统二维有限元模型;构建两自由度包带连接系统轴向振动力学模型;设计、开展包带连接系统有限元分析,针对不同空间热环境,研究不同激励频率下连接结构关键位置处的动力学响应特征,并分析探讨包带预紧力和卡块楔角等参数对连接结构响应规律的影响。
【关键词】：包带式连接结构 空间热环境 连接特性 动力学特性
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V414
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 课题的背景与意义10-11
• 1.2 星箭包带式连接结构力学特性的研究现状11-14
• 1.3 考虑空间热环境的航天器结构研究现状14-17
• 1.4 存在的问题17-18
• 1.5 本文研究内容18-19
• 第2章 星箭包带式连接结构有限元模型19-28
• 2.1 包带式连接结构有限元建模19-21
• 2.2 金属包带预紧力加载21-23
• 2.3 有限元模型的实验引证23-27
• 2.3.1 包带预紧力的计算23-24
• 2.3.2 温度影响分析24
• 2.3.3 实验步骤24-26
• 2.3.4 有限元分析26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 星箭包带式连接结构热分析28-35
• 3.1 包带式连接结构的空间热环境28-29
• 3.2 包带式连接结构空间辐射热流分析29-30
• 3.3 包带式连接结构的瞬态温度场分析30-34
• 3.3.1 热分析有限元算法30-32
• 3.3.2 热分析的边界条件32
• 3.3.3 包带式连接结构瞬态温度场数值模拟32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 考虑空间热环境的星箭包带式连接结构静力特性分析35-51
• 4.1 基准分析35-39
• 4.2 热边界条件影响分析39-44
• 4.2.1 假设φ=0° 情况39-42
• 4.2.2 假设t=1200s情况42-44
• 4.3 包带预紧力影响分析44-47
• 4.4 卡块锲角影响分析47-49
• 4.5 本章小结49-51
• 第5章 考虑空间热环境的星箭包带式连接结构动力学特性分析51-66
• 5.1 包带式连接结构动力学模型51-54
• 5.1.1 包带连接系统动力学模型51-53
• 5.1.2 包带式连接结构二维有限元模型的建立53-54
• 5.2 包带式连接结构动力学特性分析54-64
• 5.2.1 谐响应分析54-56
• 5.2.2 定频激励响应分析56-61
• 5.2.3 参数影响分析61-64
• 5.3 本章小结64-66
• 第6章 总结66-68
• 6.1 论文的主要工作66-67
• 6.2 论文的创新点67
• 6.3 工作展望67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-73
• 个人简介、研究生期间参加的研究项目73

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本文编号：1006584