面向高速集成VPX架构的航天产品工艺技术验证及应用

针对高速集成VPX架构的航天产品研制需求,开展了VPX压接连接器的选用必要性分析、特点介绍、鱼眼端子结构设计和合理的PCB工艺方案设计,完成了高速集成VPX架构的工艺控制流程,开展了PCB孔径尺寸验证、连接器接触阻抗验证、连接器试验样品补充50次插拔试验、结构样机的试验验证和在轨应用验证等工作,结果表明：采用文章所述的PCB工艺方案和VPX架构的工艺控制流程,成功研制并在轨应用了某星载高速集成VPX架构数传智能处理器,充分验证了VPX压接连接器可以满足星载高可靠要求。未来,采用更高速率的VPX压接连接器,通过合理的航天产品工艺方案,研制更高速度和更高集成度的航天产品,进一步提升产品的功能性能。     

TC4薄腹高筋构件等温塑性成形研究

以TC4钛合金薄腹高筋构件零件为研究对象,通过对材料成形特性以及零件结构的分析,研究了锻件的成形方式及金属流动的特点,基于DEFORM-3D软件对锻件等温成形过程进行了数值模拟,并根据模拟结果进行了工艺优化,制定了最终的等温成形工艺方案,最后进行了等温锻造试验。研究结果表明:通过数值模拟及优化后的成形工艺方案可以成形出符合形状尺寸及性能要求的钛合金锻件。     

惯性平台框架类结构件的试验模态分析

为了更好的设计和改善结构的动态特性，从而提高产品及工程的质量，应用结构动态分析和计算方法，针对某型号惯性平台框架类结构件进行了模态试验分析，得出了各结构件在0～2000Hz内的各阶固有频率和振型，并通过将试验模态分析的结果和有限元分析结果进行对比，对有限元建模和分析结果的正确性给予了验证。最后，文中提出了各框架结构件设计中存在的薄弱点和相应的优化措施，为今后结构的设计改进和动力学分析奠定了基础。     

某型号导弹复合材料翼罩的研制

在某型号导弹前翼翼罩的研制中，根据翼罩的结构特点及性能要求，通过原材料选择及工艺方案的比较，采用分层加料、整体模压成型的方式，经对各主要工艺过程及工艺参数的搜索与改进，获得了外观质量好、内外型面光滑、结构尺寸及性能均符合设计要求的复合材料翼罩。     

3D打印技术在空间站梦天实验舱上的应用

面对梦天实验舱次结构减重需求，提出了面向3D打印技术的次结构拓扑优化设计的方法，完成并掌握了3D打印次结构从设计、工艺、制造、检验等全周期的研制流程。在梦天实验舱发射载荷条件下，通过结构有限元分析及试验验证，对3D打印次结构性能进行了考核。结果表明:在具有一定强度和刚度裕度的前提下，支架减重效果较为明显，面向3D打印技术的次结构拓扑优化设计的方法具有广阔的工程应用前景。     

偏心销结构舱段连接方式强度计算及试验验证

基于某型导弹偏心销结构舱段连接方式,推导了连接面上偏心销的最大剪力公式,并对该结构开展了有限元分析和静力试验。有限元结果表明在给定载荷作用下,偏心销材料进入塑性,偏心销限位环发生强度破坏;连接面舱体结构局部材料进入塑形,但不会发生强度破坏;试验结果验证了上述仿真结果,并根据最大剪力公式建立单个偏心销有限元计算模型是一种比较稳妥的方法。     

卫星垂直方向充退磁线圈设计新方法

文章提出采用电连接器对接安装方式设计卫星垂直方向充退磁线圈设备,可使卫星磁试验过程中去除吊装作业,大大提高其安全性。根据该思路进行线圈组位置布局及电性能参数的分析设计,然后完成充退磁线圈设备的结构设计和静力学有限元分析。在北京卫星环境工程研究所的CM2试验室内,研制完成的充退磁线圈设备已经在多颗卫星磁试验中获得很好地应用,它具有制造工艺简单、节省材料、操作安全方便等特点。     

高强度铝合金ZL205A支座铸造技术

对高强度铝合金ZL205A的熔炼工艺、热处理工艺进行了研究,并根据支座的结构特点和质量要求,制定了切实可行的铸造工艺方案,浇注了支座铸件。结果表明,ZL205A高强度铝合金铸件性能和质量满足设计指标要求,且可靠性与锻件基本相同,从而可代替锻件应用于支座,降低结构件制造成本,缩短制造周期。     

球形高压复合材料缠绕气瓶的缠绕层结构研究

对球形高压复合材料缠绕气瓶缠绕层结构进行了理论分析,并根据气瓶受力分析及其网格理论的计算方法,编制了一套计算软件程序,按此软件程序计算了气瓶缠绕层结构,利用ANSYS大型有限元程序建立气瓶缠绕层模型并进行了强度校核,经过鉴定试验分析,验证了气瓶缠绕层工艺结构设计的合理性。     

2214铝合金摇臂等温成形工艺

根据摇臂锻件技术条件要求．确定了等温成形工艺为最佳成形工艺方案。简要介绍了在5×104kN液压机上实现新工艺时模具结构特性．经工艺试验确定了变形温度约为450℃，应变速率为4×10－4S－1～1．4×10－3S－1，及较佳的坯料形状、尺寸及润滑剂。分析了该模锻件产生缺陷的原因和消除缺陷的方法。用新工艺研制的锻件冶金质量符合AIR3385、Z9－J冶－324、Z9－J冶－325技术条件要求，并且锻件的冶金质量有所提高，满足了生产要求。     

小尺寸钛合金套扣板牙工艺研究

介绍了小尺寸钛合金套扣板牙的研制过程,扼要论述了板牙几何尺寸改制的基本特点及必要的综合工艺条件;把标准板牙刃适当变窄,减小板牙与工件接触,采用小前角及小刀倾角增加了刀尖强度,切削速度V=1～1.5m/min为宜。并对板牙改制前后的切削寿命、切削扭矩进行了对比。     

一种梁板复合结构的设计

对某卫星主结构中应用的一种新型的复合材料结构形式——梁板复合结构进行了设计、分析与试验。首先通过整星分析,设计了梁板复合结构,并为其设计了试验件进行研制试验。同时,利用有限元软件PATRAN和NASTRAN建立了三种模型:二维板壳模型、三维板壳模型和三维实体模型,通过比较试验结果与分析结果,修正了分析模型,并找出了合理的分析方法。试验结果表明,设计的梁板复合结构满足了既定的强度要求。     

薄壁加筋壳强度变差系数仿真预估方法研究

针对运载火箭结构价格昂贵,通过试验获取强度变差系数困难问题,提出了基于产品实测数据仿真预估强度变差系数方法。以轴压载荷作用下的1 m直径薄壁正交网格加筋圆柱壳试验件为对象,开展了实现技术途径及试验验证研究。测量并统计试验产品材料性能、结构尺寸及几何形貌不确定性;应用双重傅立叶级数对实测几何形貌表征,将其引入到结构理想有限元分析模型,实现极限强度精确仿真分析;采用混沌多项式展开(Polynomial Chaos Expansion, PCE)代理模型,实现考虑关键参数不确定性的极限强度高效模拟打靶和强度总体变差系数预估;并开展了3个试验件的轴压强度破坏试验验证。结果表明,预估的强度变差系数可很好包络试验样本变差系数,具有较高可靠性的同时,相对历史统计数据有较大降低,对实现结构可靠性安全系数的精确量化设计,挖掘现代先进结构承载潜力有重要意义。     

主容器箱体焊接工艺

根据新开发研制的主容器产品焊接材料及结构特点，有针对性地采取焊接工艺方案，成功解决了锻铝焊接质量及结构焊接变形问题。     

六自由度振动台台体结构优化设计研究

在应用六自由度振动台进行高频振动测试试验时,若台体结构被激发产生共振,则会影响测试结果的准确性。为保证台体的共振频率在工作频带之外,同时使台体重量更轻,文章提出基于二级多点逼近算法的六自由度振动台台体结构优化方法。首先建立台体结构的有限元模型,并根据实际应用工况确定台体连接面法向位移约束的边界条件,以壳、梁单元的截面尺寸和外形半径大小为设计变量,建立以台体结构一阶固有频率和静强度为约束、质量最小为目标的模型。然后,利用二级多点逼近算法对模型进行尺寸优化,并以人机交互的方式实现外形半径的优化,得到满足约束条件的优化解。最后依据优化结果设计与制造出台体结构,并完成台体样机。该台体结构实现了轻量化设计要求并应用于振动试验,验证了该结构优化方法的有效性。     

薄壁不锈钢管数控绕弯成形数值仿真及工艺研究

针对航天某型号薄壁弯管成形难度大、尺寸精度低等问题,提出了数控绕弯成形替代拼焊成形,分析数控绕弯工艺特点及参数确定方法。建立模型对成形工艺参数进行有限元仿真,分析弯曲速度及芯头直径缩减量对不锈钢管成形影响,并通过试验得到优化的工艺参数。结果表明弯曲速度为8mm/s、减小芯头缩减量为0.6mm时,成形零件截面畸变不超过4%,最小壁厚0.65mm,弯曲后管材产生形变强化效果,组织更为细密,成行排列的方向性更明显,提高了零件强度。     

中国海洋一号卫星结构设计的静强度验证

在中国海洋一号卫星结构不做整星静力试验的情况下，通过整星静力分析确定关键部位，并根据整星静力分析及局部试验预分析确定局部试验方案，通过静力分析和局部试验验证了结构设计的静强度，证明了该卫星结构设计满足静强度要求。     

某导弹弹性减振结构可靠性计算与分析

结构强度的可靠性设计，在型号的研制生产中具有重要的地位，但往往容易被所视。根据结构的载荷、材料性能、尺寸，并按强度设计规范的要求选取安全系数后进行结构设计，是保证结构可靠性的重要环节。通过对某导弹弹体单机的减辱结构受力分析，对应力与强度的变差系数、安全系数、可靠性系数进行了计算，进而给出了可靠度。根据计算结果， 提高结构可靠度的有效技术途径，确保了该结构的安全性和可靠性。     

有限元分析在大推力火箭动力系统试验台承力架结构优化中的应用

采用通用有限元软件ANSYS建立了某火箭动力系统试验台承力架有限元模型,分析了该承力架在试验状态和试验准备状态下的应力分布,根据应力分析结果对承力梁的结构和布局作了相应优化,使结构强度满足工作要求。同时对局部结构——承力环支腿进行了应力分析和优化。最后分析了承力架的自身模态,其轴向一阶振型在试验件轴向一阶振型范围内,需...     

火箭摆杆模拟加载试验技术研究

针对火箭摆杆使用时的工作状态,分析模拟加载试验的难点,提出载荷的铺设、安装和试验改进方案,并设计出工艺装备。通过对摆杆、工艺装备等建模和有限元分析,实现了摆杆的模拟加载试验。对该项试验进行技术研究,保证了产品的质量和使用要求,并为今后大型摆杆的研制提供了实践使用依据和技术借鉴。