有效载荷舱门锁紧机构及铰链设计与布局优化分析

发布时间：2020-05-07 08:12

【摘要】：在航天技术和空间探索不断发展的基础上,空间飞行器已成为世界各国研究的重点。本文主要针对空间飞行器的任务要求,对有效载荷舱门的锁紧机构及铰链进行设计研究和布局优化分析。通过分析国内外舱门研究现状,结合有效载荷舱门重复锁紧机构的设计指标要求,对比了三种锁紧方案,提出了一种锁钩-锁栓的重复锁紧机构。并对该机构传动锁紧方式进行研究,完成了主动端和被动端的初步设计。分析该机构动力学仿真工作流程,建立锁紧机构的三维模型,完成了整个机构的虚拟样机模型和仿真分析过程,获得了锁钩接触处受力曲线、锁紧点位置变化曲线等。通过对整个锁紧过程的动力学仿真结果进行研究,验证是否满足指标要求。依据动力学分析结果以及锁紧机构其它力学要求对其进行有限元分析,考虑对整个机构的轻量化,对锁钩、主动锁壳、被动锁壳进行拓扑优化,最终完成了满足整个指标要求的锁紧机构设计。舱门铰链作为连接机体与舱门的重要结构,本文在保持舱门相对机体位置的基础上,初步完成了舱门铰链的原始构型设计。与此同时,建立含铰链的有效载荷舱门展收机构虚拟样机模型,分析其动力学性能和力学性能,并获取舱门展收过程中铰链的受力曲线,为有限元分析提供依据。根据动力学分析结果,对铰链进行结构力学分析,以验证是否满足设计指标要求。在此基础上对铰链进行拓扑优化,并完成详细的铰链结构设计。最后提出一种用于舱门测试铰链受力的试验方案,以验证铰链的力学可靠性。结合上述锁紧机构和铰链的设计结果,分别进行整体结构刚度分析,采用等效刚度法,将其替换为基本几何构型,以方便进行锁紧点与铰链设计点在有效载荷舱门上的多点联动布局优化分析。建立参数化的有限元仿真分析模型,以舱门在某工况下的变形为优化目标,优化锁紧点与铰链设计点的数量与位置分布。从而获取二者在满足设计工况与指标要求的最优布局方式。
【图文】：

螺柱—螺母配合连接锁紧Fig.2-2Stud-nutconnectionlocking

锥—孔配合连接锁紧Fig.2-3Cone-holeconnectionlocking
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V423

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵彦玲;李积才;赵志强;王弘博;;钢球展开机构的接触碰撞特性[J];哈尔滨理工大学学报;2015年06期

2 姜彦翠;刘献礼;吴石;李茂月;李荣义;;考虑结合面和轴向力的主轴系统动力学特性[J];机械工程学报;2015年19期

3 钱海鲲;沈晓鹏;张崇峰;;航天器电动手动一体化舱门锁紧机构设计[J];上海航天;2015年03期

4 潘承怡;;自动张紧带传动-齿轮传动组合的设计[J];机械设计与研究;2014年01期

5 齐朝晖;常进官;王刚;;周边桁架式可展开天线展开分析与控制[J];宇航学报;2014年01期

6 刘志全;危清清;王耀兵;;载人航天器柔性机械臂的动力学建模方法[J];航天器工程;2013年05期

7 杨智;程湛;;民用飞机客舱舱门区域温度控制研究[J];民用飞机设计与研究;2013年03期

8 赵刚练;姜毅;陈余军;董晓彤;;考虑导轨间隙的在轨分离动力学计算方法[J];力学学报;2013年06期

9 谷树山;柴守权;王江南;;飞行训练模拟器设计[J];电脑编程技巧与维护;2013年06期

10 邱春图;陈振中;;高超声速飞行器热结构设计分析技术研究[J];飞机设计;2012年06期

相关硕士学位论文 前4条

1 徐克;航天伺服两输入微型减速器的结构设计与动力学分析[D];南京理工大学;2017年

2 曾祥福;A330舱门训练器结构优化设计[D];西京学院;2016年

3 孟夏;基于click机构的扑翼微飞行器的多体动力学特性分析[D];大连理工大学;2016年

4 周少程;轨道飞行器舱门可重复锁紧机构的研制[D];哈尔滨工业大学;2014年

，

本文编号：2652685