声明
致谢
摘要
1.绪论
1.1 皮卫星星箭分离机构的重要意义
1.2 国内外皮卫星星箭分离机构研究现状
1.2.1 P-POD皮卫星星箭分离机构
1.2.2 SPL皮卫星星箭分离机构
1.2.3 RAFT皮卫星星箭分离机构
1.2.4 T-POD皮卫星星箭分离机构
1.2.5 “皮星一号A”星箭分离机构
1.3 关键技术研究现状
1.3.1 航天器结构设计研究现状
1.3.2 热-结构耦合分析研究现状
1.3.3 星箭分离动力学研究现状
1.4 博士学位论文主要研究内容
1.5 本章小结
2.皮卫星星箭分离机构设计
2.1 引言
2.2 设计要求和原则
2.2.1 功能要求
2.2.2 技术指标要求
2.2.3 设计原则
2.3 方案设计
2.3.1 皮卫星安装与分离方案
2.3.2 星箭分离机构整体结构方案
2.4 材料选取
2.5 运动系统设计
2.5.1 防干涉系统设计
2.5.2 动力系统设计
2.6 电气接口设计
2.6.1 飞轮供电信号
2.6.2 分离机构解锁遥测信号
2.7 本章小结
3.皮卫星星箭分离机构刚柔耦合振动分析
3.1 引言
3.2 刚柔耦合振动模型
3.2.1 前后楔形块等效刚度与阻尼
3.2.2 钛杆等效刚度与阻尼
3.2.3 皮卫星与导轨接触面刚度与阻尼
3.2.4 振动前初始状态
3.3 各子结构数学建模
3.3.1 卫星振动数学模型
3.3.2 舱门振动数学模型
3.3.3 框架振动数学模型
3.3.4 后板振动数学模型
3.3.5 联立求解
3.4 仿真分析
3.4.1 模恋分析
3.4.2 应力应变分析
3.5 本章小结
4.皮卫星星箭分离机构热-结构耦合分析
4.1.引言
4.2.热-结构耦合模型建立
4.3.发射轨道描述
4.4.外热流分析
4.4.1.太阳辐射外热流
4.4.2.地球红外热流
4.4.3.地球反照热流
4.5 卫星工作热耗
4.6 结合面接触热阻分形理论
4.7 热-结构耦合仿真分析
4.8 本章小结
5.皮卫星星箭分离动力学分析
5.1 引言
5.2 星箭分离各阶段分析
5.3 皮卫星星箭分离动力学方程
5.4 分离过程中皮卫星受力分析
5.4.1.弹簧力与弹簧力矩
5.4.2.碰撞力和碰撞力矩
5.4.3.重力
5.4.4.摩擦力与摩擦力矩
5.5 数值分析
5.6 本章小结
6.皮卫星星箭分离机构试验研究
6.1 引言
6.2 皮卫星配重试验
6.2.1 质心测试
6.2.2 转动惯量测试
6.2.3 基于遗传算法的皮卫星配重优化
6.2.4 遗传算法求解
6.2.5 配重结果及分析
6.3 力学环境试验
6.3.1 振动试验
6.3.2 冲击试验
6.3.3 加速度试验
6.4 常温及商低温环境下的分离试验
6.5 在轨分离试验
6.6 本章小结
7.总结与展望
7.1.主要结论
7.2.研究展望
参考文献
攻读博士学位期间主要的研究成果及参加的科研项目