空間相機快門裝置結構分析及優(yōu)化研究.pdf

1、快門裝置是是空間相機上的關鍵部件,其性能下降或故障會導致可見光近紅外通道的失效?？扉T裝置在隨火箭發(fā)射過程中會經受復雜的力學環(huán)境,對其結構的動態(tài)特性要求很高。本文主要研究如何使快門裝置的結構設計滿足質量盡量小、剛度和強度高的要求,保證整機和關鍵性部件的性能,以及對整機進行平衡試驗以提高軸承壽命。
　　文中首先研究了對軸承采用以彈簧單元代替滾珠的簡化建模方法,并建立快門裝置的有限元模型。為驗證模型的準確性,設計了快門簡化樣機的模態(tài)試驗

2、,試驗和仿真結果驗證了模型準確,表明在快門裝置中可以將軸承滾珠簡化成彈簧模型。在此基礎上,運用子部件思想單獨對兩個軸系進行基頻優(yōu)化,采用單一變量法提取出影響基頻的主要因素,最后通過整合優(yōu)化后的兩個軸系得到了優(yōu)化的快門裝置,結果表明優(yōu)化后快門裝置基頻提高了21.2％。
　　其次,文中對優(yōu)化后的快門裝置進行了整機的靜力學、隨機振動、響應譜分析,評價了整體的靜動剛度和強度,分析結果表明整機的力學性能滿足設計要求。
　　最后,文中對

3、快門裝置壽命的關鍵性部件---軸承進行了發(fā)射階段和在軌階段的性能評價。本文通過赫茲接觸理論計算和仿真分析兩方面計算出在發(fā)射階段準靜力學環(huán)境下軸承的接觸應力狀況,通過熱機耦合分析計算出軸承在軌運行時溫度場分布,接觸應力變化。另外,為了在實際中改善軸承受力,提高軸承壽命,對快門加速壽命試驗樣機進行了平衡試驗,減小了由于不平衡給軸承產生的振動力和振動力矩。
　　研究表明,文中對快門裝置進行基頻優(yōu)化后,整機和關鍵部件軸承的力學性能均滿足設