弱刚度结构件的加工变形控制技术研究

针对弱刚度结构件加工变形难以控制的问题,在对其加工难点和加工变形影响因素进行概括的基础上,提出了弱刚度结构件加工变形控制的工艺改进过程框图,从七个方面对其加工变形控制技术进行了研究。     

国产高模量碳纤维制备蜂窝夹层结构件的性能评价

采用国产BHM3和进口M40、M40J高模量碳纤维分别与环氧4211和改性氰酸酯BS-4树脂制备复合材料层合板,再与铝蜂窝芯组合制成蜂窝夹层结构件。对比检测两类结构件的平面拉伸和弯曲性能,以及其内置金属接头的承载能力,并通过碳纤维表观形貌和碳纤维增强树脂基复合材料的界面性能对测试结果进行分析验证。结果表明,与同种树脂基体复合,国产BHM3碳纤维制备蜂窝夹层结构件的性能已显著优于进口M40碳纤维,部分性能已接近或优于进口M40J碳纤维;相比较于环氧4211树脂基体,改性氰酸酯BS-4树脂更有利于提高国产BHM3碳纤维复合材料的力学性能。     

铝蜂窝填充泡沫塑料结构件胶接工艺研究

某型产品一级尾翼采用铝合金与聚氨酯硬泡沫塑料填充铝蜂窝块的胶接结构件的工艺研究,包含胶粘剂的选择,成型工艺方法,成型中影响质量诸因素,以及胶接结构件的性能数据。此结构具有重量轻,刚度大,对提高飞行器结构效率起着积极作用。     

压电框架单元及其在结构振动控制中的应用

重点阐述了含坟电传感器和执行器的复合结构框架有限元模型的建立过程，导出了压电框架单元的压电刚度矩阵和介电刚度矩阵，进而引入基本控制规律用数值例子说明了压电传感器与执行器在结构的振动控制中的具体应用。     

三维纺织复合材料增强体结构和树脂复合固化技术

文章主要讨论了三维纺织预制件,包括：机织、针织、编织和缝合三维织物在结构上的特点。由于在三维纺织复合材料中,纤维在三维空间中相互交织和交叉,形成了一个不分层的整体结构,所以它和层合复合材料相比,具有优良的层间性能和其它力学性能,可制作第一承力结构件和高功能制件。文章还介绍了树脂基三维纺织复合材料的复合固化技术,包括树脂传递模塑技术和树脂膜融渗技术。通过文章,说明了三维纺织复合材料具有广泛的应用前景。     

钛合金相机结构零件的精密加工

以两个典型零件机加工工艺为例,介绍了钛合金相机结构件的结构、加工特点和主要表面加工措施。通过采用合理的装夹、加工方法,选择合理的切削工艺参数和刀具参数,安排合适的热处理,解决了高精度薄壁结构件的加工难题。     

TA15粉末冶金承力结构件研制及强度试验考核

针对飞行器承力结构件结构尺寸大、高温力学性能及尺寸精度要求高的研制特点,通过对比多种工艺方案后选取粉末冶金热等静压工艺,完成了近1m尺寸量级的局部1∶1样件研制,获得了合理的工艺参数及变形控制方法,验证了粉末冶金工艺对该类结构件的适应性。根据该结构件的承载特点进行了强度有限元分析,设计了强度试验方案并完成试验考核,试验结果与有限元分析一致性较好。并根据试验结果给出了结构改进的方向。     

基于非线性有限元的网套补偿器轴向刚度特性及计算方法研究

网套补偿器在航天管路系统中广泛使用,补偿器的轴向刚度是其基本力学参数,然而其复杂的微结构特征使得轴向刚度呈现强烈的非线性。为实现对网套补偿器轴向拉伸全过程的仿真计算,从钢丝网套入手,基于钢丝的螺旋梁模型,分析了轴向长度、螺旋角及网套直径对轴向刚度的影响,结果表明轴向长度和螺旋角将显著影响轴向刚度;分析了边界条件的影响,结果表明在计算轴向刚度时固定边界与约束径向位移的循环边界可以互换。结合网套刚度分析的结论,提出了基于接触关系的子网套刚度分析方法,解释了拉伸时轴向刚度非线性变化原因,进一步建立了2/N波纹管-螺旋梁复合模型以及2/N单波-单锭螺旋梁复合模型用于不同刚度阶段的有限元计算。算例结果表明,仿真获得的力-位移曲线与试验曲线一致性较好,高刚度阶段的轴向刚度误差为3.40%。     

一种新型球副机构的设计及分析

提出一种新型球副机构,即1S机构。该机构由两个转动副和一个等效转动副组成,其运动功能等效为球副。1S机构可通过其变种构型增强刚度和增大运动角度。同时,以1S机构为基础,可构建N-S复合球副机构;与其他运动副进行复合,如移动副、额外的转动副等,可构建X-S机构。在复合铰链中,所有的运动副:(a)均具备相对独立的运动,(b)运动轴线均相交于一点,(c)理论上可包含无数个球副。为验证1S机构的刚度和运动精度,文中建立了其刚度模型、运动学模型、考虑刚度影响的修正的运动学模型以及运动精度模型。通过数值案例分析及仿真验证,表明该球副机构具备足够的刚度和运动精度。新型球副机构的应用之一则是用于3-R(SRS)RP多环机构中的SRS复合铰链,该铰链是基于X-S机构设计且具备7个自由度的运动链,使多环机构可以实现其运动功能。     

卫星结构件可制造性分析系统

提出了卫星结构件可制造性分析系统的系统结构,建立了卫星结构件的信息模型和特征加工的知识库,针对卫星结构件的典型特征,深入分析了可制造性分析的方法、策略和步骤,并基于Pro/Engneer2001软件,利用Pro/Toolkit二次开发工具建立了卫星结构件可制造性分析系统。     

全复合材料航天器结构探讨

质轻、价优是选择航天器结构材料的主要条件,用复合材料作航天器结构材料显然比金属材料优越。文中将通过美国海军研究所空间技术中心研制的全复合材料克莱门汀(Clementine)航天器,详细介绍采用复合材料作航天器结构件的利与弊。     

俄罗斯宇航工程中常用的胶粘剂

俄罗斯宇航工程中应用大量高性能胶粘剂 ,主要有环氧胶粘剂、聚氨酯胶粘剂、有机硅胶粘剂、合成橡胶胶粘剂、酚醛胶粘剂及厌氧类胶粘剂等。这些胶粘剂的应用 ,使各种宇航结构件的复合胶接成型、电子元器件的固封、各种保温隔热材料的粘接成为可能 ,并使其具有优异性能     

材料的比强度和比刚度

通常结构件的重量与所用材料的比强度或比刚度成反比,因此比强度、比刚度就成为材料选择的主要参数。本文分析了板材、型材在拉伸、弯曲作用下以及受压杆件、内压圆筒件的构件重量和材料强度、弹性模量之间的关系,求得合理的有效比强度、有效比刚度的表达式。根据计算,这两个参数可以分别表示为o~x/ρ或E~y/ρ(x,y≤1)。作者建议采用这两个参数代替常用的o/ρ和E/p,作为优化材料选择的准则。 基于以上表达式,对于重量成为设计的严重问题来说,降低材料的密度比提高材料的强度或弹性模量更为有效。从这个意义上说,宇航材料的发展史也就是材料密度不断降低的历史。     

"地球探测双星"卫星结构装配技术

"地球探测双星"是中欧合作的"双星计划"的一部分.结构装配的目的是建立星上仪器设备安装的基准.装配技术包括选取合适的基准,使结构件处于自由状态装配,组合后修正.     

非均匀刚度弹性边界结构优化设计及实验验证

为解决运载火箭地面试验过程中弹性边界刚度非均匀导致的实验误差问题,提出了基于刚度等效指标的非均匀刚度弹性边界优化设计框架。首先,针对不同载荷工况,对比真实弹性边界与均匀刚度弹性边界情况下主承力筒壳结构的边界响应,研究刚度等效指标的选取,用以表征结构刚度的非均匀性;然后,以刚度等效指标为设计目标开展非均匀刚度弹性边界结构设计,并给出不同工况下的最优结构设计;最后,基于轴压工况下的非均匀刚度弹性边界最优设计,加工制造非均匀弹性边界结构试件,开展非均匀弹性边界结构原理性实验。实验结果显示,真实弹性边界与结构优化设计的非均匀刚度弹性边界结构的力学响应吻合良好,证明了非均匀刚度弹性边界结构优化设计的可行性。     

“地球探测双星”卫星结构装配技术

“地球探测双星”是中欧合作的“双星计划”的一部分。结构装配的目的是建立星上仪器设备安装的基准。装配技术包括选取合适的基准，使结构件处于自由状态装配，组合后修正。     

不完整结构系统刚度可靠性分析

基于结构强度可靠性分析的基础之上，提出了不完整结构(结构系统中有部分元件已失效，但结构未变成机构仍具有一定的承载能力)刚度可靠性的分析方法。该方法考虑了元件因强度失效对结构系统刚度可靠性的影响，以条件概率的形式给出了不完整结构因刚度失效所对应的模式失效概率。并且导出了条件概率所对应的等效安全余量的形式，进而计算在各失效历程中的各失效模式之间的相关性和刚度失效概率。算例表明这样分析符合结构在变成机构之前在使用各阶段刚度可靠性的真实情况，为结构的合理利用起指导作用。     

基于遗传算法的电动负载模拟器ITAE控制器设计和仿真

在电动负载模拟器（ELS）的控制系统设计过程中,其优化控制参数一般需通过大量试 验来确定。本文根据ELS的工作原理建立了其执行机构的数学模型,并分析了连接刚度参数 对系统性能的影响,指出在满足系统闭环响应技术指标条件下,应选择低的连接刚度;结合 加载梯度参数,选择适当的连接刚度,设计了ELS的复合控制器结构,并采用遗传算法对复 合控制器中的各控制参数按ITAE准则进行了寻优,获得了复合控制器参数。仿真和试验结 果表明：在该控制器作用下,闭环系统的静差小于0.5％,并且其正弦响应在10Hz时的幅差 小于10％,相差小于10deg。     

圆盘类钛合金零件的精密加工

文章介绍了以钛合金为材料的某型号圆盘类结构件的结构和加工特点、主要表面加工措施 等,通过采用合理的装夹方法和加工方法,选择合理的切削工艺参数和刀具参数,安排合适的热处理,解决 了高精度薄壁圆盘类结构件的加工难题,为圆盘类钛合金结构件的加工积累了经验。     

全复合材料航天器结构探讨

质轻，价优是选择航天器结构材料的主要条件，用复合材料作航天器结构材料显然比金属材料优越。文中将通过美国海军研究所空间技术中心研制的全复合材料克莱站汀航天器，详细介绍采用复合材料作航天器结构件的利与弊。