大跨度伸縮式零重力模擬試驗裝置設計與分析.pdf

1、隨著空間站和深空探測技術的發(fā)展，折展式太陽翼運用增多，對其品質也提出了更高要求，太陽翼地面零重力展開試驗的需求也隨之增加。為便于試驗裝置綜合利用以及節(jié)省空間，提高試驗設備的靈活性和響應速度，本課題提出了一種可移動、伸縮式自動調平的太陽翼地面零重力展開試驗裝置。該裝置具有高精度、低摩擦、大跨度和大剛度的特點。
　　根據(jù)技術指標要求，進行了系統(tǒng)的總體方案設計，設計出一種粗調就位和精調定位的二級混聯(lián)伸縮的吊梁系統(tǒng)；采用彈簧和滑輪系統(tǒng)相結

2、合的方式解決了調平和鎖定工況消除間隙的問題，為系統(tǒng)穩(wěn)定的工作提供了保障；采用剛鉸結合的方式解決了大跨度安裝難題；利用SolidWorks和AutoCAD分別建立了試驗裝置機械系統(tǒng)的三維模型和二維工程圖紙。
　　針對該系統(tǒng)的結構，建立了高效、高精度計算系統(tǒng)等效剛度的數(shù)學模型，并導出了剛度計算公式，利用SAP84驗證了公式的正確性；利用ANSYS建立了平臺、搖臂架和整機的有限元模型，對它們在自重單獨作用、載荷單獨作用等工況進行了結構有

3、限元靜力分析，驗證了剛度和強度均滿足指標要求。
　　分別進行了模態(tài)分析和瞬態(tài)動力學分析。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行試驗裝置瞬態(tài)分析，得到了平臺上力作用點處的位移時程響應曲線，結合系統(tǒng)水平度要求以及測傾傳感器的靈敏度要求，優(yōu)化了平臺精調定位時所給脈沖激振力的取值范圍，為水平度精調控制提供了依據(jù)。
　　采用本方案圖紙完成了零重力模擬試驗裝置加工