本文關(guān)鍵詞：零重力多維展開試驗(yàn)裝置研究

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【摘要】：隨著航天工業(yè)日益發(fā)展,對新的航天器地面測試設(shè)備提出了更高的要求。零重力多維展開試驗(yàn)裝置是為了滿足航天院項(xiàng)目建設(shè)要求,研制零重力多維展開試驗(yàn)裝置,平衡其產(chǎn)品的自身重力,模擬產(chǎn)品在軌失重狀態(tài),驗(yàn)證產(chǎn)品在軌運(yùn)動功能。通過零重力多維展開試驗(yàn)裝置來模擬其產(chǎn)品在太空中的失重環(huán)境,來達(dá)到試驗(yàn)要求,確保其產(chǎn)品在地面物理仿真試驗(yàn)順利進(jìn)行。本文的主要工作和成果如下:1、對零重力多維展開試驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行對比研究,其中主要對長行程恒張力實(shí)現(xiàn)方案和被動隨動跟隨實(shí)現(xiàn)方案,對各方案進(jìn)行可行性驗(yàn)證分析,最終確定實(shí)施方案,并對其進(jìn)行模擬仿真,尋找存在的問題和不足,進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化,最終使其滿足試驗(yàn)要求。2、對氣浮恒張力裝置進(jìn)行機(jī)械裝置設(shè)計(jì),采用單個(gè)無摩擦氣缸結(jié)構(gòu),來實(shí)現(xiàn)高精度恒張力懸掛,使整體結(jié)構(gòu)變的簡潔輕巧,并且滿足多維展開過程中行程要求。并對該裝置進(jìn)行氣浮仿真,對關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行更細(xì)一步調(diào)整。3、對被動隨動裝置進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),其主要研究內(nèi)容是盡可能的減少摩擦阻力對跟隨的影響,構(gòu)造出一個(gè)低摩擦的環(huán)境。從而實(shí)現(xiàn)對試件重心的進(jìn)行跟隨,保證對試件過質(zhì)心吊掛。本文主要對零重力多維展開裝置實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行探討研究,并對可行方案進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及模擬仿真,從而進(jìn)一步驗(yàn)證方案的可行性,為之后的加工制造提供一定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：零重力 恒張力 被動隨動 質(zhì)心吊掛
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V416.8
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 選題的目的及意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢11-16
• 1.3 課題的主要研究內(nèi)容16-17
• 第2章 零重力多維展開試驗(yàn)裝置系統(tǒng)總體方案17-29
• 2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求17
• 2.2 試驗(yàn)要求分析17-18
• 2.2.1 被測試件運(yùn)動狀態(tài)分析17-18
• 2.2.2 試驗(yàn)裝置性能指標(biāo)分析18
• 2.3 重力補(bǔ)償系統(tǒng)18-23
• 2.3.1 重力補(bǔ)償系統(tǒng)方案選擇18-21
• 2.3.2 單氣缸氣浮恒張力裝置的設(shè)計(jì)21-23
• 2.4 被動隨動系統(tǒng)23-27
• 2.4.1 被動隨動系統(tǒng)方案選擇23-24
• 2.4.2 二維指向機(jī)構(gòu)跟隨方案24
• 2.4.3 負(fù)載機(jī)構(gòu)跟隨方案24-25
• 2.4.4 極坐標(biāo)氣浮跟隨裝置設(shè)計(jì)25-26
• 2.4.5 跟蹤氣浮支撐平臺的設(shè)計(jì)26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 第3章 氣浮裝置仿真與優(yōu)化29-55
• 3.1 流體力學(xué)分析29-32
• 3.1.1 流體特性29-32
• 3.2 ANSYS CFX軟件及其應(yīng)用32-34
• 3.2.1 CFX的網(wǎng)格劃分32
• 3.2.2 CFX的前置處理32-33
• 3.2.3 CFX的求解器33
• 3.2.4 CFX的后處理33-34
• 3.3 單氣缸氣浮恒張力裝置建模仿真34-37
• 3.3.1 仿真項(xiàng)目確立與前期處理34-35
• 3.3.2 網(wǎng)格進(jìn)行劃分35
• 3.3.3 模型假設(shè)與邊界條件的確定35
• 3.3.4 求解參數(shù)設(shè)置35-36
• 3.3.5 仿真后處理36-37
• 3.4 單氣缸氣浮恒張力裝置仿真參數(shù)優(yōu)化和分析37-41
• 3.4.1 氣浮活塞偏心對間隙氣膜的影響37-38
• 3.4.2 節(jié)流孔直徑對間隙氣膜的影響38-40
• 3.4.3 供氣壓力對間隙氣膜的影響40-41
• 3.5 極坐標(biāo)氣浮跟隨裝置端面氣浮墊建模仿真41-48
• 3.5.1 單節(jié)流孔氣浮墊建模仿真41-43
• 3.5.2 供氣壓力對單節(jié)流孔氣浮墊性能影響43-45
• 3.5.3 節(jié)流孔內(nèi)徑對單節(jié)流孔氣浮墊性能影響45-48
• 3.6 極坐標(biāo)氣浮跟隨裝置端面氣浮墊性能仿真48-53
• 3.6.1 對氣浮墊氣膜模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分及其前處理48-49
• 3.6.2 對氣浮墊氣膜模型進(jìn)行求解參數(shù)設(shè)定及模擬仿真49-51
• 3.6.3 具有均壓槽氣浮墊的模擬仿真51-53
• 3.7 本章小結(jié)53-55
• 第4章 零重力多維展開試驗(yàn)裝置總體設(shè)計(jì)55-63
• 4.1 極坐標(biāo)氣浮跟隨裝置55-57
• 4.2 單氣缸氣浮恒張力裝置57-59
• 4.2.1 展開臂恒張力吊掛裝置57-58
• 4.2.2 二維指向機(jī)構(gòu)恒張力吊掛裝置58-59
• 4.2.3 負(fù)載機(jī)構(gòu)恒張力吊掛裝置59
• 4.3 過質(zhì)心吊掛工裝59-60
• 4.4 跟蹤氣浮支撐平臺裝置60-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 第5章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析63-71
• 5.1 單氣缸氣浮恒張力裝置實(shí)物模型63-65
• 5.2 單氣缸氣浮恒張力裝置實(shí)驗(yàn)平臺的搭建65-66
• 5.3 對單氣缸氣浮恒張力裝置實(shí)驗(yàn)測試66-69
• 5.3.1 單氣缸氣浮恒張力裝置摩擦力實(shí)驗(yàn)66-68
• 5.3.2 單氣缸氣浮恒張力裝置恒張力實(shí)驗(yàn)68-69
• 5.4 實(shí)驗(yàn)小結(jié)69-71
• 第6章 結(jié)論與展望71-73
• 6.1 結(jié)論71-72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-75
• 致謝75

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：697252