大跨度伸縮式零重力模擬試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、隨著空間站和深空探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，折展式太陽(yáng)翼運(yùn)用增多，對(duì)其品質(zhì)也提出了更高要求，太陽(yáng)翼地面零重力展開(kāi)試驗(yàn)的需求也隨之增加。為便于試驗(yàn)裝置綜合利用以及節(jié)省空間，提高試驗(yàn)設(shè)備的靈活性和響應(yīng)速度，本課題提出了一種可移動(dòng)、伸縮式自動(dòng)調(diào)平的太陽(yáng)翼地面零重力展開(kāi)試驗(yàn)裝置。該裝置具有高精度、低摩擦、大跨度和大剛度的特點(diǎn)。
　　根據(jù)技術(shù)指標(biāo)要求，進(jìn)行了系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出一種粗調(diào)就位和精調(diào)定位的二級(jí)混聯(lián)伸縮的吊梁系統(tǒng)；采用彈簧和滑輪系統(tǒng)相結(jié)

2、合的方式解決了調(diào)平和鎖定工況消除間隙的問(wèn)題，為系統(tǒng)穩(wěn)定的工作提供了保障；采用剛鉸結(jié)合的方式解決了大跨度安裝難題；利用SolidWorks和AutoCAD分別建立了試驗(yàn)裝置機(jī)械系統(tǒng)的三維模型和二維工程圖紙。
　　針對(duì)該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，建立了高效、高精度計(jì)算系統(tǒng)等效剛度的數(shù)學(xué)模型，并導(dǎo)出了剛度計(jì)算公式，利用SAP84驗(yàn)證了公式的正確性；利用ANSYS建立了平臺(tái)、搖臂架和整機(jī)的有限元模型，對(duì)它們?cè)谧灾貑为?dú)作用、載荷單獨(dú)作用等工況進(jìn)行了結(jié)構(gòu)有

3、限元靜力分析，驗(yàn)證了剛度和強(qiáng)度均滿足指標(biāo)要求。
　　分別進(jìn)行了模態(tài)分析和瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。模態(tài)分析得到了系統(tǒng)前10階振型和固有頻率值，為系統(tǒng)避免共振提供了理論依據(jù)。采用控制變量法，施加不同脈沖激振力進(jìn)行試驗(yàn)裝置瞬態(tài)分析，得到了平臺(tái)上力作用點(diǎn)處的位移時(shí)程響應(yīng)曲線，結(jié)合系統(tǒng)水平度要求以及測(cè)傾傳感器的靈敏度要求，優(yōu)化了平臺(tái)精調(diào)定位時(shí)所給脈沖激振力的取值范圍，為水平度精調(diào)控制提供了依據(jù)。
　　采用本方案圖紙完成了零重力模擬試驗(yàn)裝置加工