SolidWorks2008年度征文:卫星振动压环优化设计

日期:2019-03-18 / 人气:

1 前言

以前卫星在做振动试验中,大多采用星箭适配器底面的振动响应包络曲线作为输入条件,即星箭适配器一同参与振动试验。在卫星及火箭的制造流程中,星箭适配器是属于火箭的一部分,因此在针对卫星的振动试验中,为了更好的反映卫星个体的振动响应特性,应去除星箭适配器对于整星振动特性的影响,因此将输入条件上移到星箭分离面是最合理的。目前,越来越多的卫星均采用不带星箭适配器的振动试验模式。这种模式要求振动夹具与卫星的连接采用模拟包带压紧的方式,振动压环就起到了这一作用。目前振动压环在使用中主要存在的缺陷有:

(1)配合面制造误差引起压不紧、虚压现象;

(2)压环容易径向变形导致无法安装。

这两个问题都会导致试验无法进行,或者试验结果误差过大。为了解决这两个主要问题,必须从设计层面进行优化。有限元法用于结构的静力及刚度分析计算十分有效[1],本文利用Solidworks软件,通过对压环设计的优化设计及有限元分析,探讨了提高压环抗变形能力和增加预紧力的途径。

2压环优化设计

2.1 压环结构

卫星的星箭分离环下法兰为一斜面,通过与包带斜面的配合将其压紧在星箭适配器上法兰上(见图1、2)。图2中星箭分离环上端面与卫星相连,星箭适配器下端面与火箭相连,从而形成发射时的状态。


图1:星箭分离面示意图

图2:分离环与适配器装配示意图


为了模拟图1的连接方式,振动夹具上必须有一带有斜面的压环将星箭分离面压紧在夹具上。在设计中,一般都是通过压环的斜面与星箭分离环下法兰斜面接触,然后压环通过螺钉紧固在夹具平面上(见图3、4),而星箭分离环此时通过斜面的下压产生预警力,起到固定作用。


图3:压环示意图

图4:压环与夹具装配示意图



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