空間相機(jī)快門裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及壽命試驗(yàn)研究.pdf

1、快門裝置是空間相機(jī)的關(guān)鍵部件,其性能下降或故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)相機(jī)失效。在發(fā)射階段,快門裝置需經(jīng)受惡劣的力學(xué)環(huán)境;在在軌階段,快門裝置需連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)上億次,這樣的工況對(duì)快門裝置的動(dòng)態(tài)特性及長(zhǎng)壽命可靠性提出了極高的要求。在設(shè)計(jì)初期,為了在較短時(shí)間內(nèi)了解快門裝置主要部件之間的相互影響情況和關(guān)鍵零部件性能退化情況,對(duì)快門裝置進(jìn)行了加速壽命試驗(yàn)。本文主要研究在加速壽命試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,如何改進(jìn)快門裝置結(jié)構(gòu)以提高整機(jī)性能,并設(shè)計(jì)常規(guī)壽命試驗(yàn)完整驗(yàn)證改進(jìn)后快

2、門裝置的長(zhǎng)壽命可靠性。
　　本文首先對(duì)快門裝置加速壽命試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析總結(jié),找出了快門裝置在加速壽命試驗(yàn)中暴露的薄弱環(huán)節(jié)。針對(duì)亟需改進(jìn)的問題提出了多個(gè)改進(jìn)方案并分別建立各改進(jìn)方案下的快門裝置有限元模型。在有限元建模過(guò)程中,通過(guò)研究對(duì)軸承采用以彈簧單元代替滾珠的簡(jiǎn)化建模方法,使的建模效率及有限元計(jì)算收斂性得到提高。對(duì)有限元模型進(jìn)行模態(tài)及靜力分析,根據(jù)分析結(jié)果選定了最優(yōu)方案。
　　其次,本文對(duì)改進(jìn)后的快門裝置進(jìn)行了整機(jī)動(dòng)力學(xué)分

3、析,包括快門裝置的隨機(jī)振動(dòng)分析及諧響應(yīng)分析,結(jié)果表明快門裝置整機(jī)的變形和應(yīng)力均滿足強(qiáng)度要求,且各項(xiàng)指標(biāo)的安全系數(shù)遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)要求,說(shuō)明改進(jìn)后的快門裝置整機(jī)力學(xué)性能滿足設(shè)計(jì)要求。為了驗(yàn)證動(dòng)力學(xué)仿真分析結(jié)果,還設(shè)計(jì)了快門裝置的環(huán)境振動(dòng)試驗(yàn)。
　　最后,本文設(shè)計(jì)了快門裝置壽命試驗(yàn)及其具體實(shí)施方案。對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì),確定了試驗(yàn)的運(yùn)行過(guò)程。綜合考慮試驗(yàn)要求及測(cè)量精確性,確定了需測(cè)試參數(shù)及其采集方式。設(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)和速度控制系統(tǒng)從而實(shí)現(xiàn)