分離導(dǎo)向機構(gòu)性能測試試驗臺的設(shè)計及研究.pdf

1、火箭是航天工程中重要的載體，在多級火箭分離過程中，為避免脫離火箭對上一級火箭的影響，火箭每級之間要設(shè)計分離導(dǎo)向裝置。在分離過程中，導(dǎo)向裝置能夠為脫離級火箭提供相對的分離方向和位移限制，防止分離過程中影響上級火箭飛行姿態(tài)或碰撞上級火箭發(fā)動機，所以分離機構(gòu)的性能直接影響火箭分離結(jié)果。本文研究設(shè)計了一種測試分離導(dǎo)向機構(gòu)性能的試驗臺，針對試驗臺進行了力學(xué)分析，并根據(jù)拓撲優(yōu)化理論優(yōu)化試驗臺桁架，最后對試驗臺仿真系統(tǒng)和圓柱滑軌進行了實驗驗證。本文的

2、主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，為了更加針對分離導(dǎo)向機構(gòu)的性能設(shè)計試驗臺，本文首先對和試驗臺有直接關(guān)系的國內(nèi)外現(xiàn)狀進行了闡述，明確指出現(xiàn)有的實驗設(shè)備的局限性。在分析了試驗臺工作原理后，根據(jù)工作任務(wù)要求設(shè)計合理的試驗臺整體機械結(jié)構(gòu)，包括桁架、直線作動器、加載平臺結(jié)構(gòu)、緩沖裝置等。
　　其次，對試驗臺進行了動力學(xué)分析，研究了分離試驗臺加載載荷以及試驗臺主要結(jié)構(gòu)中關(guān)節(jié)軸承和直線作動器的受力情況，利用ADAMS仿真軟件對試驗臺進行了運

3、動仿真研究。隨后利用ANSYS Workbench有限元分析軟件對主要結(jié)構(gòu)進行了分析，研究了直線作動器滾珠絲杠的滾珠和滾道之間的彈性接觸問題，得出了滾珠與絲杠滾道之間的接觸壓力大于滾珠與螺母滾道之間的接觸壓力的結(jié)論，為滾珠、滾道的磨損和壽命提供了可靠的理論依據(jù)，對試驗臺直線作動器使用壽命具有指導(dǎo)意義。
　　之后，采用連續(xù)體漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法優(yōu)化試驗臺桁架部分。其中分析推導(dǎo)了漸進結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化的靈敏度，并設(shè)計了優(yōu)化的性能指標。應(yīng)用AN