本文關(guān)鍵詞：重載飛輪螺母低沖擊解鎖觸發(fā)裝置研究

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【摘要】：隨著航天技術(shù)的快速發(fā)展,新型有效載荷越來(lái)越多的在地外空間中得到廣泛應(yīng)用,尤其是日趨精密化、多樣化和柔性化的敏感器件和光學(xué)設(shè)備等。此類有效載荷對(duì)在軌釋放產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)環(huán)境較為敏感,而傳統(tǒng)火工裝置作動(dòng)將不可避免的產(chǎn)生極大的解鎖沖擊并產(chǎn)生化學(xué)污染,因此,發(fā)展新型非火工分離釋放技術(shù)意義重大。目前,非火工技術(shù)的發(fā)展主要集中于新型智能材料領(lǐng)域,其中形狀記憶合金作為該領(lǐng)域內(nèi)研究比較成熟的材料已經(jīng)取得了豐富的研究成果。本文以空間重型載荷的低沖擊在軌釋放為背景,結(jié)合形狀記憶合金材料研制了一種用于低沖擊、大承載飛輪螺母分離裝置的解鎖觸發(fā)裝置。本文針對(duì)空間重型載荷低沖擊快速釋放的需求,開(kāi)展了分離裝置的方案設(shè)計(jì)。分析了典型空間用大承載分離機(jī)構(gòu)的連接形式,提出了一種“以非自鎖螺紋副預(yù)緊承載,以SMA絲觸發(fā)解鎖”為核心思想的分離裝置原理方案,開(kāi)展了核心結(jié)構(gòu)形狀記憶合金解鎖觸發(fā)裝置的原理設(shè)計(jì)和方案優(yōu)選,并完善了分離裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。基于形狀記憶合金的材料特性,開(kāi)展了解鎖觸發(fā)裝置的理論建模和測(cè)試。結(jié)合形狀記憶合金的本構(gòu)關(guān)系和典型邊界條件,推導(dǎo)了一維狀態(tài)下形狀記憶合金絲的“應(yīng)力-應(yīng)變-溫度”關(guān)系;依據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求搭建專用試驗(yàn)臺(tái)開(kāi)展了解鎖觸發(fā)裝置的綜合性能測(cè)試,獲知了形狀記憶合金絲觸發(fā)驅(qū)動(dòng)的響應(yīng)特性規(guī)律并確定了分離裝置設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)。結(jié)合設(shè)計(jì)需求對(duì)解鎖觸發(fā)裝置開(kāi)展了動(dòng)力學(xué)仿真和樣機(jī)試驗(yàn)。通過(guò)靜力學(xué)分析檢驗(yàn)了觸發(fā)裝置的靜力承載強(qiáng)度;通過(guò)運(yùn)動(dòng)仿真對(duì)機(jī)構(gòu)的基本解鎖功能進(jìn)行了模擬,在此基礎(chǔ)上開(kāi)展樣機(jī)試驗(yàn)對(duì)裝置的分離功能進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試;對(duì)解鎖觸發(fā)裝置的關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)副開(kāi)展了熱分析并利用熱環(huán)境試驗(yàn)檢驗(yàn)了整機(jī)的熱環(huán)境穩(wěn)定性和解鎖響應(yīng)特性。
【關(guān)鍵詞】：解鎖觸發(fā)裝置 形狀記憶合金 飛輪螺母分離裝置 驅(qū)動(dòng)特性 特性驗(yàn)證
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V441;TG139.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-25
• 1.1 課題來(lái)源及研究的目的和意義9-10
• 1.1.1 課題來(lái)源9
• 1.1.2 研究目的和意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析10-23
• 1.2.1 基于形狀記憶合金的鎖緊釋放裝置10-18
• 1.2.2 熔斷/熱切割釋放裝置與機(jī)電線軸裝置18-20
• 1.2.3 石蠟驅(qū)動(dòng)裝置與聚合物驅(qū)動(dòng)裝置20-21
• 1.2.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析21-23
• 1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容23-25
• 第2章 解鎖觸發(fā)裝置構(gòu)型及方案設(shè)計(jì)25-41
• 2.1 引言25
• 2.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)25
• 2.3 總體方案設(shè)計(jì)25-28
• 2.3.1 設(shè)計(jì)思路25-27
• 2.3.2 工作原理27-28
• 2.4 形狀記憶合金解鎖觸發(fā)裝置設(shè)計(jì)28-32
• 2.4.1 基于SMA絲的偏置式回轉(zhuǎn)觸發(fā)裝置28-29
• 2.4.2 基于SMA彈簧的偏置式回轉(zhuǎn)觸發(fā)裝置29-31
• 2.4.3 基于SMA絲的螺旋式回轉(zhuǎn)觸發(fā)裝置31-32
• 2.5 分離裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-40
• 2.5.1 分離裝置的基本組成與工作過(guò)程32-34
• 2.5.2 連接與分離組件設(shè)計(jì)34-37
• 2.5.3 解鎖與傳動(dòng)組件設(shè)計(jì)37-40
• 2.6 本章小結(jié)40-41
• 第3章 形狀記憶合金絲本構(gòu)關(guān)系建模與性能測(cè)試41-57
• 3.1 引言41
• 3.2 形狀記憶合金的本構(gòu)關(guān)系建模41-48
• 3.2.1 形狀記憶合金的本構(gòu)模型41-43
• 3.2.2 典型邊界條件下SMA絲的回復(fù)特性43-48
• 3.3 形狀記憶合金絲性能測(cè)試48-56
• 3.3.1 形狀記憶合金性能測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì)48-50
• 3.3.2 通電響應(yīng)性能測(cè)試50-51
• 3.3.3 帶載輸出性能測(cè)試51-54
• 3.3.4 重復(fù)性能測(cè)試與高低溫響應(yīng)測(cè)試54-56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 第4章 解鎖觸發(fā)裝置動(dòng)力學(xué)仿真與性能試驗(yàn)57-69
• 4.1 引言57
• 4.2 結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度分析57-59
• 4.3 分離功能仿真與驗(yàn)證59-63
• 4.3.1 分離過(guò)程動(dòng)力學(xué)仿真59-61
• 4.3.2 解鎖功能試驗(yàn)61-62
• 4.3.3 重復(fù)使用性能測(cè)試62-63
• 4.4 解鎖沖擊測(cè)試與分析63-64
• 4.5 熱特性仿真與驗(yàn)證64-68
• 4.5.1 解鎖觸發(fā)裝置熱變形分析65-66
• 4.5.2 高溫生存試驗(yàn)66-67
• 4.5.3 高低溫解鎖性能試驗(yàn)67-68
• 4.6 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-75
• 致謝75

，

本文編號(hào)：593934