摘要：为揭示点阵材料在航空航天工程中的应用潜力,对承受面内压缩载荷点阵夹芯板的力学行为进行了研究。基于夹芯板整体欧拉失稳、剪切失稳、格间局部失稳、跨格局部失稳和应力破坏多种理论失效模式,引入面板厚度、厚度方向的点阵层数、点阵杆件长度、截面尺寸、倾斜度、胞元长细比等优化变量,推导了点阵夹芯板的最小质量优化设计方法。同时利用激光选取熔融(SLM)增材制造工艺生产了点阵夹芯板试验件。随后,采用有限元方法对试验结果进行了仿真分析,两者误差在10%以内,证实了数值方法的准确性。最终对初始设计和优化设计方案进行了数值分析,发现优化方案在保持相同承载力的条件下,实现结构减重16.6%,验证了优化设计方法的有效性。同时,试验与仿真的一致性有力地证明了增材制造工艺在点阵夹芯结构制造方面的可行性。

摘要：含预埋梁蜂窝夹层结构是在纯蜂窝结构基础上改进得到的全新结构形式,综合了蜂窝结构和桁条铆接结构的优点,但该类结构的载荷分布形式以及失效模式缺乏相关研究。针对上述问题,结合国内在研尺寸最大的含预埋梁铝蜂窝夹层结构,采用层合板加筋方法进行了数值仿真,设计全尺寸物理试验对结构性能进行了试验验证。通过数值仿真和试验对比,验证了层合板加筋方法模拟含预埋梁蜂窝结构的准确性,同时研究了该类结构的载荷分布和失效模式,并为同类结构设计提供了参考依据。

摘要：增材制造工艺的出现使得轴向变截面点阵结构设计成为可能,变截面点阵的刚度、强度和稳定性等力学行为研究具有重要的工程意义.假定杆件横截面沿轴向呈双曲线或椭圆型变化,积分推导变截面对于杆件刚度产生的影响,在平衡方程中进行参数变换,推导出变截面对于杆件失稳特征值的解析解.通过对比发现,双曲线截面杆件在刚度、稳定性方面较等截面杆并无优势.但当参数ξ=0.906时,椭圆型截面变化设计可使杆件失稳特征值提高31.8%.最终,将椭圆型截面杆件应用于实际的金字塔、Kagome点阵设计,并引入了特征值算法和弧长法以证实解析解的正确性.弧长法用于计算含几何缺陷的点阵胞元后屈曲行为.解析解、特征值算法与弧长法（缺陷0.01mm）均表明,与等截面杆件相比,椭圆型截面杆分别可以提高承载能力31.5%、31.4%和29.0%.Kagome点阵可以得到相同结果.此外,当缺陷增加到0.1mm时,杆件的弯曲会使得胞元承载能力降低,但椭圆型截面杆的优势仍然存在.研究结果可以为高性能变截面点阵的设计提供理论基础.

摘要：为了满足重型卫星发射要求,需要研制具有高承载能力的条带。以Φ937 mm接口包带装置为例,采用18Ni马氏体时效钢开展条带设计,条带制造过程中对热处理工艺、表面抛光工艺进行研究:条带的屈服强度达到1 723 MPa,使包带装置承载能力提高了一倍;条带表面粗糙度达到0.4,满足包带装置使用要求。通过静力试验及分离试验对产品进行了考核,结果表明18Ni马氏体时效钢条带满足设计要求。

摘要：弹簧分离装置是星箭分离系统的重要组成部分,其性能直接影响星箭分离速度、分离姿态、分离安全性。针对2015年用长征-6火箭的＂一箭二十星＂发射小型化、轻量化和分离姿态可控的要求,我们提出了一种工作输出能量可调式小型化星箭弹簧分离装置,相比于常规弹簧分离装置,其质量减轻30%以上,高度降低40%以上,安装空间节省50%以上。针对卫星质心偏移问题,通过调节弹簧行程,可有效调节卫星分离姿态。