空间站转位机构高低温性能测试系统若干关键技术的研究

发布时间：2017-11-03 19:25

  本文关键词：空间站转位机构高低温性能测试系统若干关键技术的研究

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【摘要】：空间站是一种可供航天员生活、工作的载人航天器,其环境具有微重力、洁净、高真空等特点,便于开展对地和天文观测、空间环境探测、空间制药和产品加工等多学科的项目研究,具有非常大的经济效益和社会效益。空间站构建过程中,转位机构起到了关键作用,对舱体的对接、转位和分离完成有重要意义。在太空中温度变化幅度大,这使得空间站上转位机构等要受到相较于地面环境更加严苛的挑战。基于此,为保证空间站转位机构的正常工作,确保其适应太空高低温环境,应建立一套性能良好的高低温性能测试机构,作为转位机构设计的必要环节,完成转位机构在高低温环境中转位过程的综合性能测试,来验证转位机构工作的可靠性。飞轮是在旋转运动中用于存储旋转动能的一种机械装置,是转位机构惯量模拟系统中不可或缺的部分,是实物惯量模拟的关键。根据设计参数利用ANSYS Workbench对其进行静力学分析,模态分析,验证其安全性。由于转位机构的工作温度为-60℃~80℃,高低温箱在测试过程中内部和外部存在温度差,出现热量传导现象,外部零部件可能会承受过高或过低的温度导致系统的测试结果不可靠。本文对测试系统中的传动轴进行热传动分析研究。利用ANSYS Workbench中的Steady-State Thermal模块对初选传动轴模型进行热传递分析,然后使用统计学软件进行相关分析,筛选出最影响热传递的因素。针对上述因素,对传动轴装配体模型进行热传递分析,同时采用绕流圆柱体强迫对流换热理论和CFX热流耦合仿真两种方法对传动轴进行强制对流换热分析,定量分析气体流速与热传递效果的关系。启动力矩,即系统启动时需要克服的摩擦力矩,本测试系统的启动力矩主要来自两部分:气浮转台与飞轮之间的摩擦力矩;增速器的启动摩擦力矩。启动摩擦力矩是评价其性能一个重要指标,通过实验测定增速器的不同情况下的启动摩擦力矩的大小及分布规律,分析增速器启动力矩来源等。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V476.1

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本文编号：1137594