摘要：空间二维转台是空间相机等光电设备的主要承载机构,照准架作为转台的关键支撑部件,其刚度特性对于整个转台的刚度性能至关重要。为在减轻照准架重量的同时提高刚度性能,采用基于变密度法的拓扑优化理论,利用有限元软件***/Nastran对照准架进行拓扑优化设计。将照准架模态振型等效为推力作用下的模型变形,以结构刚度最大化为目标函数,剩余体积比为约束条件进行优化。结果表明:与经验模型相比,优化后的模型质量减小了1.32 kg,且一阶固有频率提高了14.5 Hz。在Z方向的重力作用下,最大变形量相对减小了22.4%,最大应力值相对减小了22.6%,而且模型在其他方向的静力学特性都有显著提高。可见,优化后的照准架模型在质量减轻的情况下,动态特性得到了显著的改善。通过对优化模型进行试验模态分析,结果证明了有限元分析的正确性。因此,采用拓扑优化方法对照准架进行结构优化设计是切实可行的。

摘要：超小型稳定平台照准架是保证平台指标精度实现的关键结构件。为了减小稳定平台照准架的质量和体积,对其结构形式和受力情况进行了研究,采用NX/N astran软件对照准架结构进行了仿真分析,依据结果对照准架结构进行了优化设计。优化结果使照准架的质量减小到88 g,占其质量的30%,有利于稳定平台轻量化设计。对优化后的照准架进行了模态分析和热分析。模态分析显示,照准架主体一阶频率为415 H z;热分析显示,照准架在120°C温差作用下变形大小为0.083 mm,满足飞机总体性能指标的要求。最后通过对稳定精度和测角精度的检测以及振动和高低温试验及外场飞行试验,验证了仿真分析的正确性,表明对照准架的优化设计是成功的。

摘要：针对某红外相机稳定平台,设计了两轴两框架的结构形式。对相机关键支撑结构件照准架进行了较为详细的结构设计和分析研究。照准架采用一体式半封闭结构,提高了照准架的自身结构刚度,同时避免了大尺寸面的加工变形以及装调问题。建立了照准架的三维模型,并进行了6g重力、常温和-20℃均匀温降工况下的静力学分析和模态分析研究。分析结果显示,照准架的最大变形为0.706mm,最大应力为47.33 MPa;1阶模态为53.2 Hz,均满足设计指标。利用有限元软件为红外系统照准架的设计可行性提供了理论依据。

摘要：为了减少月基极紫外相机的质量并保证相机的二维转动机构在卫星发射、地月变轨及月表着陆过程中受到大量级振动冲击以及月表超大温差环境下能正常工作,设计并研制了基于碳纤维复合材料(CFRP)的照准架结构。首先,设计了基于金属材料和CFRP的不同照准架结构,通过有限元法对不同材料的照准架进行分析对比,证明了CFRP照准架的优越性。温度和力学验证试验表明:基于CFRP的照准架质量小于其它材料的照准架,其刚度和热稳定性能满足极紫外相机环境适应性的要求。