再入飞行器复合材料舱段极限应力强度分析

由于缺少可靠实用的极限强度分析方法,复合材料结构的设计长久依赖于试验验证手段确保设计可靠度,产品研制难度大。该文发展此前研究提出的通用强度失效准则和算法,开展再入飞行器复合材料舱段的应力强度分析方法应用研究,对设计重点关注的典型蒙皮与端框结构,建立有限元模型,预示其极限承载能力并与实测数据对比,结果表明:复合材料舱段极限强度的预示与实测结果吻合良好,对端框复杂结构预示精度能够达到-14.2%量值水平,复合材料舱段的结构强度可靠度有条件通过设计计算来保证。

MES在航天复合材料舱段装配中的研究及应用

针对航天复合材料舱段装配特点及装配过程中存在的计划管理粗放、问题反馈滞后、装配过程不透明等问题,提出了适用于航天复合材料装配生产线的MES建设方案并详细论述了MES的功能组成及应用效果。通过MES的应用,不但有效解决了传统装配中存在的问题,而且综合提升了航天复合材料装配过程中精细化管控能力,满足型号任务快速增长及质量精细化控制的要求。

复合材料舱段自动划线TCP标定及路径规划研究

为了实现复合材料舱段内仪器支架的精确定位,基于机器人自动扫描划线系统设计了一套喷码TCP(Tooling Center Point)标定工装。激光跟踪仪在9个不同机器人姿态下完成标定工装点测量采集,通过高斯-牛顿法完成末端喷码TCP位置、方向参数标定以及机器人base和数控转台坐标系齐次变换矩阵标定。同时,为了提高支架轮廓线加工离线编程仿真效率,基于模拟退火算法完成了支架轮廓线和划线路径的自动规划。最后,通过喷码TCP点标定和舱段支架自动划线试验,验证了TCP标定和轨迹规划算法的可行性。试验结果表明,喷码点标定最大误差0.15mm,支架划线位置精度在±0.3mm以内,提高了复合材料舱段仪器支架定位精度和装配效率。

复材设备舱段雷电间接效应仿真与试验评估

为了分析雷电对舱体的间接效应,采用电磁仿真软件CST和传输线矩阵方法,对典型舱体进行大电流脉冲注入仿真计算,并与试验数据进行对比分析。研究了不同幅值的雷电流在复合材料舱体的传输过程中,舱体的表面电流分布、舱体内外不同部位的瞬态磁场分布以及内部单线电缆的耦合情况。仿真与试验结果表明,复合材料舱体上产生的电流主要集中分布于舱体的金属框架,舱体表面电流密度比较小,表面电流密度分布与电流幅值大小无关;舱体各部位的磁场强度随雷电流幅值增大呈线性增长,复合材料舱体对低频磁场的屏蔽能力较弱;舱体中心的线缆感应电流小于其它处的线缆,舱体中心电磁环境最好。