薄壁舱体构件电子束焊接变形模拟分析与优化

大型、多焊缝的薄壁类航天舱体构件在电子束焊接后,存在焊后变形校正难的问题,模拟计算可以预测变形趋势并优化焊接工艺以获得最小变形量。该文对铝合金航天用舱体结构进行了焊接过程的数值模拟,采用平板结构进行了有限元模型的建立与校核,对舱体结构进行了建模,研究了焊接顺序、焊接工艺参数对焊后最大变形量的影响及构件焊后变形趋势。结果表明,构件整体弯曲变形,优先焊接2条纵缝会导致较大的变形量,热输入越大,构件焊后变形量越大。在达到6 mm熔深时,采用高焊接速度35 mm/s及较小的功率5.4 kW可以获得最小的焊接变形,为0.35 mm。该文为薄壁大型舱体结构焊接工艺参数优化提供了依据。

“美丽中国”建设背景下产品设计的跨界融合新趋势研究——以可装配式舱体设计为例

本文响应“全面推进美丽中国建设”的号召,以“美丽中国”建设中的整合性(跨界融合)思维视角,对“美丽乡村”建设中的“产品设计与环境艺术的跨界融合”趋势进行探讨,重点介绍和分析具备跨界融合理念的可装配式舱体设计——“民宿·太空舱”,以及这一案例的概念、类型、设计原则和设计实践。本文得出以下结论:设计师通过“可持续性”材料设计、“可装配式”结构设计和“可沉浸感”体验设计,不仅使产品展现出更高的美学价值,同时也更能满足人们对环境友好和可持续发展的需求。

舱体支撑行走式X射线防护服设计创新研发实践

导管室介入手术医生临床常用防护服超负重、防护不全面,导致慢性损伤的行业痛点。笔者及团队通过全面调研X射线防护服产品市场、产业环境、竞品情况、实地作业环境、作业动作,以及防护服的着装生理和心理需求,采用“行走器”支撑“包裹铅衣”形成防护舱的创新构思,研制了一款新型的“舱体支撑式X射线防护服”,对人体实施射线隔离防护,该产品经医疗器械检验符合医药行业标准YY 0318-2000《医用诊断X射线辐射防护器具第3部分:防护服和性腺防护器具》检测,并进行临床仿真实验及灵活性、准确性对比实验测试,研究结果表明:舱体支撑行走式X射线防护服产品质量符合国家医用诊断X射线个人防护材料及用品要求,着装者无须承重,作业动作自如,移动行走灵活,视野清晰开阔,穿戴方便快捷。

火箭舱体激光引导辅助装配技术研究

针对运载火箭舱体手工装配存在的痛点问题,开展了基于激光引导的辅助装配技术研究。采用激光投影系统标定、激光引导装配模拟仿真等关键技术,并构建了激光引导辅助装配方法,实现了火箭贮箱箱底上支架、支座等产品的高精度引导式装配。研究对火箭结构件数字化装配,提高装配质量和效率具有一定的参考价值。

舱体对接螺栓扭拉系数影响因素试验研究

舱段对接是航天飞行器常见的一种连接形式,其主要通过舱段间螺栓施加预紧力实现舱段的连接。扭拉系数是确定预紧力与拧紧力矩之间关系的重要参数。本文采用对比试验的方法,对舱段对接螺栓连接中的螺栓规格、螺栓材料、螺母结构、螺母表面涂层以及拧紧速度等影响因素对扭拉系数的影响规律进行了研究。结果表明:相比螺栓,螺母和拧紧速度对于扭拉系数的变化具有更大影响。

大口径深孔薄壁铝合金舱体的加工工艺

某铝合金舱体口径大,刚性差,孔深壁薄,在加工过程中,受夹紧力、切削力、切削热、残余应力的共同作用,极易产生变形。针对这一情况,通过研究,提出大口径深孔薄壁铝合金舱体的加工工艺,设计工装,优化工艺路线和切削参数,为类似结构零件的加工提供了工程实践经验。

舱体零件型腔加工轨迹生成模块开发

舱体零件是航天飞行器的关键零部件,而型腔面是舱体类零件的主要加工特征,舱体的型腔面具有数量多、形状复杂以及带有孤岛的特性,加工轨迹生成较为复杂。常用的UG NX等商业软件可以实现复杂型腔的加工轨迹生成,但是价格昂贵且难以和自主开发的加工软件集成。因此有必要依托三维几何引擎开发型腔的加工轨迹自动生成模块。基于三维几何引擎AnyCAD平台及相应的功能函数,建立了带孤岛复杂型腔的加工轨迹生成方法,针对舱体型腔的圆弧面特征,建立了型腔面的局部坐标系,提取了型腔的轮廓线以及加工轨迹线并利用局部坐标系进行平面投影,实现在平面中进行有效加工刀位点的判断,生成了有效刀位点集合。针对行切逐行扫描轨迹生成中存在的大量空行程导致的加工效率低下问题,提出了基于连续区域划分的加工轨迹生成算法,实现了高效的加工轨迹生成,最终基于AnyCAD平台开发了舱体零件复杂型腔面的加工轨迹生成模块,为自主加工软件开发提供了核心功能模块。

预制舱式储能装置的舱体设计思路探讨

结合“碳中和、碳达峰”行动方案的实施,以风电、光伏为主的新能源供电方式取得了突飞猛进的发展。为高效利用当地风、光优势资源,形成能源的有效补给,提供可靠、可持续的清洁能源,针对新能源配额储能方案提出了一体化储能设备预制舱,从整体强度、外观、防腐、保温密封等方面介绍了舱体的设计方法及思路,可为储能装置设备研制提供借鉴。

机载电子吊舱舱体设计

飞机的外挂载吊舱的飞行环境复杂而恶劣,因此吊舱舱体作为各种载荷的载体是个设计难点,其设计内容主要包含气动设计、载荷计算、结构设计、强度设计与力学试验验证。文中通过某电子吊舱舱体的设计,介绍了电子吊舱舱体设计的完整流程,对载荷计算与结构设计进行了重点分析。该设计和研究思路可作为其他类似产品设计的参考。

ZL114A导弹舱体低压铸造工艺与组织性能研究

采用Pro-CAST仿真计算软件对ZL114A导弹舱体充型流动场、凝固温度场与疏松分布进行了计算分析,充型和凝固总时长分别为9.24 s与2 788.54 s,提高浇注温度和充型增压压力至720℃与15 kPa后,改善了合金熔体的成形流动性能与压力补缩效果,疏松分布显著减少。附铸试样T6态平均抗拉强度、屈服强度、伸长率与弹性模量分别为351 MPa、284 MPa、10.0%与70.4 GPa,本体试样平均抗拉强度、屈服强度、伸长率与布氏硬度分别为343 MPa、280 MPa、8.4%与HBS116,对应离散系数CV分别为1.5%、3.1%、5.4%与3.5%,径向和高向凝固收缩率调整为1.05%与0.90%后,导弹舱体内腔尺寸精度达到HB 6103—2004 CT8级。铸态组织主要由α-Al基体、(α-Al+Si)共晶体、Mg_(2)Si相与Al_(3)Ti相等组成,顶端区域、中部区域与底部区域α-Al基体平均晶粒直径各为96.8μm、112.9μm与117.6μm,T6热处理后铸态板边状与多边块状共晶硅相形貌转变为球状或短粗棒条状,硅相长宽比由11.1降至2.0,断口表面可观察到大量的微观韧窝,材料断裂机制为韧窝断裂。

大型舱体移动机器人加工工艺架构与规划方法

移动机器人加工技术为大型航天器舱体的研制提供了一种全新的技术手段。传统的基于数控机床的研制流程,缺乏一种系统性的加工工艺规划框架与方法。为此,文章以大型航天器舱体加工为例,提出了一种移动机器人系统加工过程工艺架构,基于大型舱体研制工艺总流程梳理了面向移动机器人的任务流程,并结合生产现场刀具配送等要求对机器人加工工艺要素进行全面地总结与优化。同时,面向移动机器人加工中精度控制与任务分配等现实需求,对工艺规划过程中的分级精度控制、站位规划及加工空间分区拼接等3个典型问题进行了详细的介绍并给出了具体的解决方案。最终,以某舱体模拟件为加工对象,完成面向移动机器人的加工过程工艺规划的案例验证。结果表明,基于移动机器人的加工工艺能够对大型航天器舱体的高精、高效加工提供技术指导。

大型薄壁舱体的自动钻铆技术分析

大型薄壁舱体钻铆工艺难度较大,需要进行工艺流程及参数上的控制,保证自动钻铆技术的有序开展。基于此,本文将从系统组成、工艺参数、自动编程、装配仿真、质量控制等方面对大型薄壁舱体的自动钻铆技术进行分析,确定钻铆技术的具体应用情况,保证工艺流程配置方法的有效性,提高钻铆质量的控制效果,使大型薄壁舱体能够铆接完成。

铝合金舱体低压铸造工艺

铝合金舱体属于回转体桶壁类铸件,产品壁厚不均匀,热节分布在上、中、下3个部位,且是全加工产品,加工后产品不能出现任何铸造缺陷,需外观、尺寸、性能均符合要求。本文以铸件结构为基础,结合低压铸造设备,对产品的浇注系统、金属型结构、工艺参数等方面进行了分析。结果表明,金属型配合砂芯设计产品的浇注系统,可将浇注系统埋入砂芯中,实现浇注系统对产品热节部位的充分补缩,合理的加工余量可实现最少的原材料消耗,适合的金属型结构和工艺参数可实现产品的稳定充型和连续生产。

水下航行器圆柱形耐压舱体结构稳定性计算

针对铝合金、钛合金等材料的水下航行器耐压圆柱形舱体稳定性的定义、失稳的形式及其具体表现形式等方面进行了介绍。重点对水下航行器外压圆柱形舱体总体失稳、肋间壳板局部失稳和中间支骨失稳等稳定性计算和校核进行了详细论述。对影响外压圆柱形舱体失稳临界压力的几何尺寸、材料性能、舱体圆度和材料不均匀等因素进行了阐述。

导弹轨姿控舱体的强度分析

借助NASTRAN和PATRAN有限元分析软件,对承受多种加载方式的导弹轨姿控舱体进行了有无补强措施对比的强度分析。计算结果表明,轨姿控舱体设计的安全系数高;采取施加压紧盖的补强措施后,可分别使轨姿控舱体的最大应力值和最大变形量约降低到原值的1/2。试验结果证明,这种计算分析方法有效、可靠。

大型射电望远镜悬挂馈源舱体结构的振动控制

将结构被动控制技术推广应用于射电天文领域。提出拉索 -吊重振动控制方案 ,控制新一代大型射电望远镜悬挂馈源舱结构的风振响应。首先 ,由非线性静力分析确定结构初始静态参考位形和初应力。其次 ,针对结构特点模拟作用在悬索和馈源舱上的随机风荷。在上述模型的基础上 ,在时域中模拟分析稳定索系对结构风振的抑制效果。同时 ,通过典型节点时域响应的FFT变换 ,绘出响应自功率谱图 ,进一步描述了振动控制的效果。

航天飞行器舱体截面大尺寸弧长在线测量系统的研究

本文基于 CCD图像测量技术 ,提出了一种新的不规则轮廓大尺寸弧长非接触图像测量系统 ,解决了航天飞行器舱体加工中的大尺寸测量的难题。文中给出了系统的结构及原理。并在现场进行了比对实验。最后对系统进行了精度分析 ,结果表明 ,本文所提出的系统的测量精度优于± 0 .5mm/8m。

狭窄舱体内装配质量视觉检测系统设计研究

介绍了用于狭窄舱内零件装配质量检测装置,该装置由底座、升降机构、螺旋运动机构、摄像系统组成。其摄像系统由摄像机、棱镜、光源组成,置于探杆末端,摄像机与探杆同轴,由棱镜反射读取垂直探杆方向的图像。整个装置基于柱坐标系设计,有平移、旋转两个自由度,手动调整摄像系统与待测舱体同轴后,由螺旋运动机构带动摄像系统旋转和平移读取整个舱体内壁的全部图像。该视觉检测装置轴向行程长、回转半径小、刚度高,实验表明摄像系统拍摄平稳,摄像清晰适用于视觉伺服控制需要。

LT50m缩比模型悬索舱体系统的风振分析

在新一代大型射电望远镜 (LT)的悬索舱体系统中增加了抑制风激振动的下拉结构控制索系 ,并分析了 5 0m缩比模型的风振响应。首先 ,由非线性静力分析确定结构初始静态参考位形和初应力 ;其次 ,针对结构特点模拟作用在悬索和馈源舱上的随机风荷。在上述研究的基础上 ,在时域中模拟分析下拉索系对结构风振的抑制效果 ,同时通过典型节点时域响应的FFT变换 ,绘出响应自功率谱图 。

舱体结构强度有限元计算分析

选取载荷最大的舱体为对象,介绍使用ABAQUS软件进行舱体强度有限元分析的方法,计算中把舱段弯矩较大的一端固支,另一端施加等效剪力和轴力,是与强度试验比较一致的一种方法。此舱体在3种工况下的载荷较大,对3种工况下舱体的强度和刚度进行计算,计算结果表明,舱体的强度和刚度满足使用要求。