对地观测微小卫星主承力结构的优化设计与试验

作     者：魏磊 金光 谢晓光 张雷 杨林 WEI Lei;JIN Guang;XIE Xiao-guang;ZHANG Lei;YANG Lin

作者机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所小卫星技术国家地方联合工程研究中心吉林长春130033 中国科学院大学北京100039 

基　　金：国家836高技术研究发展计划资助项目(No.2012AA121502) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2015年第23卷第11期

页      码：3183-3191页

摘      要：为降低对地观测小卫星单机安装点加速度响应均方根值,提出了一种使加速度响应均方根值最小化的微小卫星主承力结构拓扑优化方法。首先对整星方案进行了有限元分析,分析显示整星Z向某些单机安装点的随机振动加速度响应均方根值过大。对系统进行了灵敏度分析,确定了卫星主承力结构底板是影响随机振动加速度响应均方根值大小的关键因素。以卫星单机安装点的加速度响应均方根值为目标函数,以体积作为优化的约束条件,应用连续体结构拓扑优化思想对卫星有限元模型进行拓扑优化设计,得到了一种单机安装点加速度响应均方根值满足指标要求的卫星主承力结构。最后,通过有限元分析与振动试验,证明了本文所设计的小卫星主承力结构力学性能参数均满足设计要求,其中整星的星敏感器、蓄电池、电源控制器等关键器件安装点的加速度响应均方根值相比优化前分别降低了23.3%、10.6%、11.3%,得到的结果验证了本文优化方法的有效性。

主 题 词：微小卫星 主承力结构 拓扑优化 随机振动 试验验证 

学科分类：08[工学] 082501[082501] 0825[工学-环境科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/ope.20152311.3183

馆 藏 号：203690125...