分離導向機構性能測試試驗臺的設計及研究.pdf

1、火箭是航天工程中重要的載體，在多級火箭分離過程中，為避免脫離火箭對上一級火箭的影響，火箭每級之間要設計分離導向裝置。在分離過程中，導向裝置能夠為脫離級火箭提供相對的分離方向和位移限制，防止分離過程中影響上級火箭飛行姿態(tài)或碰撞上級火箭發(fā)動機，所以分離機構的性能直接影響火箭分離結果。本文研究設計了一種測試分離導向機構性能的試驗臺，針對試驗臺進行了力學分析，并根據(jù)拓撲優(yōu)化理論優(yōu)化試驗臺桁架，最后對試驗臺仿真系統(tǒng)和圓柱滑軌進行了實驗驗證。本文的

2、主要研究內容如下：
　　首先，為了更加針對分離導向機構的性能設計試驗臺，本文首先對和試驗臺有直接關系的國內外現(xiàn)狀進行了闡述，明確指出現(xiàn)有的實驗設備的局限性。在分析了試驗臺工作原理后，根據(jù)工作任務要求設計合理的試驗臺整體機械結構，包括桁架、直線作動器、加載平臺結構、緩沖裝置等。
　　其次，對試驗臺進行了動力學分析，研究了分離試驗臺加載載荷以及試驗臺主要結構中關節(jié)軸承和直線作動器的受力情況，利用ADAMS仿真軟件對試驗臺進行了運

3、動仿真研究。隨后利用ANSYS Workbench有限元分析軟件對主要結構進行了分析，研究了直線作動器滾珠絲杠的滾珠和滾道之間的彈性接觸問題，得出了滾珠與絲杠滾道之間的接觸壓力大于滾珠與螺母滾道之間的接觸壓力的結論，為滾珠、滾道的磨損和壽命提供了可靠的理論依據(jù)，對試驗臺直線作動器使用壽命具有指導意義。
　　之后，采用連續(xù)體漸進結構優(yōu)化的方法優(yōu)化試驗臺桁架部分。其中分析推導了漸進結構拓撲優(yōu)化的靈敏度，并設計了優(yōu)化的性能指標。應用AN