零重力多维展开试验装置研究

发布时间：2017-08-18 23:05

  本文关键词：零重力多维展开试验装置研究

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【摘要】：随着航天工业日益发展,对新的航天器地面测试设备提出了更高的要求。零重力多维展开试验装置是为了满足航天院项目建设要求,研制零重力多维展开试验装置,平衡其产品的自身重力,模拟产品在轨失重状态,验证产品在轨运动功能。通过零重力多维展开试验装置来模拟其产品在太空中的失重环境,来达到试验要求,确保其产品在地面物理仿真试验顺利进行。本文的主要工作和成果如下:1、对零重力多维展开试验装置实现方案进行对比研究,其中主要对长行程恒张力实现方案和被动随动跟随实现方案,对各方案进行可行性验证分析,最终确定实施方案,并对其进行模拟仿真,寻找存在的问题和不足,进行进一步优化,最终使其满足试验要求。2、对气浮恒张力装置进行机械装置设计,采用单个无摩擦气缸结构,来实现高精度恒张力悬挂,使整体结构变的简洁轻巧,并且满足多维展开过程中行程要求。并对该装置进行气浮仿真,对关键参数进行更细一步调整。3、对被动随动装置进行机械结构设计,其主要研究内容是尽可能的减少摩擦阻力对跟随的影响,构造出一个低摩擦的环境。从而实现对试件重心的进行跟随,保证对试件过质心吊挂。本文主要对零重力多维展开装置实现方案进行探讨研究,并对可行方案进行机械结构设计以及模拟仿真,从而进一步验证方案的可行性,为之后的加工制造提供一定实验基础和理论依据。
【关键词】：零重力 恒张力 被动随动 质心吊挂
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V416.8
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 选题的目的及意义11
• 1.2 国内外研究现状及趋势11-16
• 1.3 课题的主要研究内容16-17
• 第2章 零重力多维展开试验装置系统总体方案17-29
• 2.1 系统设计要求17
• 2.2 试验要求分析17-18
• 2.2.1 被测试件运动状态分析17-18
• 2.2.2 试验装置性能指标分析18
• 2.3 重力补偿系统18-23
• 2.3.1 重力补偿系统方案选择18-21
• 2.3.2 单气缸气浮恒张力装置的设计21-23
• 2.4 被动随动系统23-27
• 2.4.1 被动随动系统方案选择23-24
• 2.4.2 二维指向机构跟随方案24
• 2.4.3 负载机构跟随方案24-25
• 2.4.4 极坐标气浮跟随装置设计25-26
• 2.4.5 跟踪气浮支撑平台的设计26-27
• 2.5 本章小结27-29
• 第3章 气浮装置仿真与优化29-55
• 3.1 流体力学分析29-32
• 3.1.1 流体特性29-32
• 3.2 ANSYS CFX软件及其应用32-34
• 3.2.1 CFX的网格划分32
• 3.2.2 CFX的前置处理32-33
• 3.2.3 CFX的求解器33
• 3.2.4 CFX的后处理33-34
• 3.3 单气缸气浮恒张力装置建模仿真34-37
• 3.3.1 仿真项目确立与前期处理34-35
• 3.3.2 网格进行划分35
• 3.3.3 模型假设与边界条件的确定35
• 3.3.4 求解参数设置35-36
• 3.3.5 仿真后处理36-37
• 3.4 单气缸气浮恒张力装置仿真参数优化和分析37-41
• 3.4.1 气浮活塞偏心对间隙气膜的影响37-38
• 3.4.2 节流孔直径对间隙气膜的影响38-40
• 3.4.3 供气压力对间隙气膜的影响40-41
• 3.5 极坐标气浮跟随装置端面气浮垫建模仿真41-48
• 3.5.1 单节流孔气浮垫建模仿真41-43
• 3.5.2 供气压力对单节流孔气浮垫性能影响43-45
• 3.5.3 节流孔内径对单节流孔气浮垫性能影响45-48
• 3.6 极坐标气浮跟随装置端面气浮垫性能仿真48-53
• 3.6.1 对气浮垫气膜模型进行网格划分及其前处理48-49
• 3.6.2 对气浮垫气膜模型进行求解参数设定及模拟仿真49-51
• 3.6.3 具有均压槽气浮垫的模拟仿真51-53
• 3.7 本章小结53-55
• 第4章 零重力多维展开试验装置总体设计55-63
• 4.1 极坐标气浮跟随装置55-57
• 4.2 单气缸气浮恒张力装置57-59
• 4.2.1 展开臂恒张力吊挂装置57-58
• 4.2.2 二维指向机构恒张力吊挂装置58-59
• 4.2.3 负载机构恒张力吊挂装置59
• 4.3 过质心吊挂工装59-60
• 4.4 跟踪气浮支撑平台装置60-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第5章 实验结果与分析63-71
• 5.1 单气缸气浮恒张力装置实物模型63-65
• 5.2 单气缸气浮恒张力装置实验平台的搭建65-66
• 5.3 对单气缸气浮恒张力装置实验测试66-69
• 5.3.1 单气缸气浮恒张力装置摩擦力实验66-68
• 5.3.2 单气缸气浮恒张力装置恒张力实验68-69
• 5.4 实验小结69-71
• 第6章 结论与展望71-73
• 6.1 结论71-72
• 6.2 展望72-73
• 参考文献73-75
• 致谢75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：697252