零重力多维展开试验装置研究

摘要

随着航天工业日益发展，对新的航天器地面测试设备提出了更高的要求。零重力多维展开试验装置是为了满足航天院项目建设要求，研制零重力多维展开试验装置，平衡其产品的自身重力，模拟产品在轨失重状态，验证产品在轨运动功能。通过零重力多维展开试验装置来模拟其产品在太空中的失重环境，来达到试验要求，确保其产品在地面物理仿真试验顺利进行。
　　本文的主要工作和成果如下：
　　1、对零重力多维展开试验装置实现方案进行对比研究，其中主要对长行程恒张力实现方案和被动随动跟随实现方案，对各方案进行可行性验证分析，最终确定实施方案，并对其进行模拟仿真，寻找存在的问题和不足，进行进一步优化，最终使其满足试验要求。
　　2、对气浮恒张力装置进行机械装置设计，采用单个无摩擦气缸结构，来实现高精度恒张力悬挂，使整体结构变的简洁轻巧，并且满足多维展开过程中行程要求。并对该装置进行气浮仿真，对关键参数进行更细一步调整。
　　3、对被动随动装置进行机械结构设计，其主要研究内容是尽可能的减少摩擦阻力对跟随的影响，构造出一个低摩擦的环境。从而实现对试件重心的进行跟随，保证对试件过质心吊挂。
　　本文主要对零重力多维展开装置实现方案进行探讨研究，并对可行方案进行机械结构设计以及模拟仿真，从而进一步验证方案的可行性，为之后的加工制造提供一定实验基础和理论依据。

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第1章 绪论

1.1 选题的目的及意义

1.2 国内外研究现状及趋势

1.3 课题的主要研究内容

第2章 零重力多维展开试验装置系统总体方案

2.1 系统设计要求

2.2 试验要求分析

2.3 重力补偿系统

2.4 被动随动系统

2.5 本章小结

第3章 气浮装置仿真与优化

3.1 流体力学分析

3.2 ANSYS CFX软件及其应用

3.3 单气缸气浮恒张力装置建模仿真

3.4 单气缸气浮恒张力装置仿真参数优化和分析

3.5 极坐标气浮跟随装置端面气浮垫建模仿真

3.6 极坐标气浮跟随装置端面气浮垫性能仿真

3.7 本章小结

第4章 零重力多维展开试验装置总体设计

4.1 极坐标气浮跟随装置

4.2 单气缸气浮恒张力装置

4.3 过质心吊挂工装

4.4 跟踪气浮支撑平台装置

4.5 本章小结

第5章 实验结果与分析

5.1 单气缸气浮恒张力装置实物模型

5.2 单气缸气浮恒张力装置实验平台的搭建

5.3 对单气缸气浮恒张力装置实验测试

5.4 实验小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢