摘要：在航天工程领域 ,减振技术得到了越来越广泛的应用。本文利用功率流理论对航天工程中典型减振连接结构的减振特性进行了研究。针对卫星平台结构的构成 ,给出了星上减振连接结构通用的子结构描述方案 ,并基于子结构导纳综合方法推导出规范化的振动功率流计算模型。最后 ,以某星上仪表板的简化悬挂减振模型为例进行了算例仿真和分析 ,并从功率流角度解释了减振机理。结果表明 ,航天器连接结构减振特性的功率流分析方法能够准确全面地指导和验证减振设计 ,满足工程上的精度要求 。

摘要：空间开发及探测活动使航天器及其所携带的精密设备置于非常复杂的力学环境之下 ,为此 ,隔振技术在航天技术领域得到了广泛的应用。本文针对航天器上典型隔振问题 ,建立了隔振系统振动功率流响应特性分析模型 ;并以减振器安装界面的振动功率流为综合控制量 ,以减振器的特征参数为优化变量 ,分别建立了单目标和多目标加权的优化模型 ;最后 ,以一多自由度集中参数模型为例 ,研究了该隔振系统振动功率流响应特性及减振器参数的优化问题 ,计算结果不仅验证了模型推导的正确性 ,并且表明 ,功率流分析方法能够独到地预示隔振系统振动能量的分布特性 ,基于振动功率流的减振器动力特性的参数优化设计可以有效地改善隔振效果 。

摘要：为研究空间多自由度机械臂在作大范围运动时臂杆柔性和关节柔性对末端定标精度的影响,考虑柔性臂杆的横/侧向弯曲变形所引起轴向伸缩的二次耦合项,采用计入集中质量的转子扭簧模型描述关节的柔性效应;提出了基于臂杆柔性的D-H参数法,递推出空间机械臂的柔性机构运动方程;应用Hamilton原理建立了空间双柔机械臂的一次近似刚-柔耦合动力学方程。对空间六关节双柔机械臂末端定标误差进行仿真,结果表明:臂杆的柔性和关节的柔性在空间机械臂的大范围运动中是相互耦合的;在工程应用中,需要将抓取目标设定在机械臂定标误差较小的方向上,以提高抓捕和操作的成功性。

摘要：在返回器着陆冲击响应预示研究中,土壤模型的准确建立是着陆冲击仿真的关键影响因素,由于土壤特性复杂,目前尚无完善描述冲击下的土壤本构关系模型。为此,文章根据已有的土壤模型,提出结合返回器刚体模拟器着陆冲击试验数据,利用多参数递进方法修正土壤模型中的体积模量、剪切模量和屈服参数,获得土壤修正模型。利用上述土壤修正模型,对刚体模拟器3种试验工况进行仿真,仿真结果与试验结果的误差在±10%以内,证明了修正模型的准确性。利用土壤修正模型对返回器柔性体模拟器建模,得到的柔性体模型着陆冲击仿真结果与试验结果有较高的吻合度。因此,土壤修正模型能准确预示着陆冲击,可为返回器优化设计提供参考。

摘要：无人取样返回是开展地外星体探测的重要手段之一,也是深入开展未知星体载人着陆探测的必要准备。取样返回飞行器基于不同的技术基础及返回技术发展需求,在再入大气过程中可能采用不同的返回方式,如美国、苏联/俄罗斯和日本的返回飞行器均采用了弹道式的返回方式;中国探月三期的月球取样返回器采用了跳跃式返回方式。在不同的再入弹道情况下,取样容器的受力情况有所不同。由于地外星体取样返回是我国首次开展的一项工程实践,所以尚未有针对该问题开展专项的动力学建模及相应的仿真分析。文章对样品容器在返回过程中的力学环境进行建模,分别沿轴向和法向建立样品容器的动力学模型,以典型再入弹道条件下样品容器的受力情况为研究对象,对样品容器准静态和考虑动态振动环境条件下的受力情况及运动进行分析,获得样品容器在返回过程中的动力学特性,为取样返回容器的设计提供参考。

摘要：对航天器结构进行频率匹配设计,是降低耦合响应,控制其在发射阶段动力响应水平的有效方法,文章进行了局部系统动力特性的频率匹配技术研究。用基于响应谱分析的频率匹配技术优化配置局部系统的固有频率,使其与整星动力学特性和动态激励特性更加匹配,并结合结构动力特性优化使局部系统频率满足设计值。通过工程实例,验证了该方法用于控制航天器动力响应的有效性,优化后设备加速度响应幅值相对于优化前降低了20%～40%。

摘要：航天器上精密设备采用粘弹性减振器悬挂安装可获得显著的减振效果。对这类含有粘弹性边界安装阻尼的减振装置 ,结合弹性有限元及粘弹性边界阻尼的标准固体本构模型 ,导出了用于时域及频域分析基本运动方程。对时域运动方程给出了一种便捷的仿真求解方法 ,以仪表板悬挂减振装置为例进行了动力学仿真分析 。

摘要：回收舱的设计决定了可重复使用卫星回收载荷的能力和重复使用能力,传统返回式卫星回收舱存在着陆冲击大、回收载荷质量低且无重复使用的设计措施、对不明确载荷适应性差,以及研制周期较长且成本高等缺点。文章针对传统回收舱存在的问题进行了深入研究,在等比放大回收舱的基础上,通过增加缓冲气囊、载荷模块化设计、舱体功能化设计、合理布局构型和优化回收舱设备配置等手段,设计了对载荷兼容性高、着陆冲击小、回收载荷质量大且可重复使用比率高的回收舱。结果表明:回收舱采用降落伞减速加气囊缓冲着陆的方式能有效降低着陆冲击,载荷模块化设计增强了对不明确载荷的兼容性,舱体模块化设计满足了回收后的快速重构,这既有利于质量特性控制、提高载荷回收率和可重复使用率,又有利于降低研制成本并缩短研制周期。

摘要：深空高速再入返回是航天返回技术面临的新问题。研究采用跳跃式返回方式解决高速再入产生的高过载、高热流峰值问题。建立了完整的航天器再入大气层飞行动力学模型;依据航天器跳跃式返回飞行剖面和返回飞行的运动特性,将再入大气过程划分为初始再入段、初次再入下降段、初次再入上升段、大气层外飞行段和二次再入段,详细研究了各飞行段航天器的动力学特性,简要分析了各阶段的制导任务。通过分析仿真结果,初步摸清了航天器深空飞行跳跃式再入动力学特性。

摘要：多舱段航天器在研制阶段初期面临着如何分配各舱段基频以及确认基频分配方案是否满足运载火箭方要求的问题,但在这个阶段各舱段的设计尚未定型,建立航天器三维有限元模型缺少必要的输入且时间成本较高,无法满足设计迭代和优化的需求。文章采用多段杆模型模拟航天器的纵向振动特性,采用多段梁模型模拟航天器的横向振动特性,基于基频等效原则建立航天器舱段设计参数与梁杆模型参数的数学关系,分别推导多段杆和多段梁的振动频率方程,提出多舱段航天器振动基频分配速算方法。通过某月球探测器三维有限元模型模态分析数据和力学试验数据验证了该方法的有效性。所提出的方法可用于验证基频分配方案的正确性,并为开展设计优化提供了途径。