北京三号A/B卫星太阳翼分析及试验验证

针对北京三号A/B卫星高刚度太阳翼开展了分析及试验验证,包括基板准静态分析和静力试验验证,太阳翼收拢状态和展开状态模态分析及收拢状态力学环境试验及展开基频测试,以及太阳翼地面展开试验。通过基板准静态分析获取了太阳翼基板铺层设计的强度裕度,后又经静力试验验证了分析结果;太阳翼收拢和展开模态分析结果也均与试验结果一致性良好,且通过收拢状态力学环境试验前后特征级曲线对比,可知太阳翼可耐受发射段载荷;太阳翼地面展开试验证明了太阳翼展开性能,且多次展开后关键参数一致性良好。

航天器蜂窝夹层结构板制造工艺可靠性研究

针对航天器蜂窝夹层结构板的制造效率、形位精度、胶接强度和预埋件拉脱力等可靠性要求,根据其制造工艺特点,通过建立基于制造工艺流程的串联模型、基于制造工艺单元的顺序关联模型、基于制造工艺参数的网状关联模型和考虑检验工序的功能关联模型4种典型的制造工艺可靠性模型,明确工艺设计的控制内容及工艺改进方向和要求。通过常见故障模式和原因分析,进一步验证可靠性模型的分析结果,明确制造工艺改进措施。在实际生产应用中,通过零件定型,优化制造工艺流程和减少串行制造工艺单元;通过优化工艺参数、固化工艺状态、应用自动化智能工艺装备,减小制造偏差,提高产品可靠性和生产效率。

人机环耦合效应下卫星天线装配概率风险分析

卫星天线展开机构装配工序复杂,主要依赖人工装调,装配过程中可靠性安全性风险因素众多且相互耦合,直接影响天线装配质量和效率。为此,提出一种基于贝叶斯网络的概率风险评价方法。首先,在全面识别装配过程风险因素的基础上,构建事件树模型,并采用贝叶斯网络建立考虑人机环风险耦合的中间事件可靠性模型。然后,采用人因可靠性等方法进行模型量化与不确定性分析,并开展敏感性分析与风险重要度排序。最后,以某型星载合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)天线展开机构为例,说明了所提方法的工程适用性。该方法可为飞船、运载火箭等人机耦合系统的风险分析与量化提供一定的参考。

航天绿色制造标准体系构建与实践

以标准化为基础发力绿色制造升级转型,研究分析绿色制造标准研究现状及问题,构建航天绿色工厂标准体系,聚焦各个层面绿色化提升重点工作,融合数字化技术的绿色化发展,取得了较好的效果,为航天制造企业绿色发展提供借鉴。

制造企业供应链需求管理的优化措施

制造企业供应链(SCM)是一种复杂的系统,由企业、制造厂、分配商、零售商和最后消费者构成,它们之间形成一张紧密的网络,以满足特定市场的需求。制造企业供应链的形成和重建都是基于市场需求,需求是供应链的核心目标,在制造企业供应链中起着至关重要的作用。然而,我国制造企业在这方面存在着许多问题,如缺乏有效的需求链管理和客户需求管理不善。因此,我们必须加强对制造企业供应链的重视,以提高企业的核心竞争力。本文从管理层面对以上不足展开深入研究,帮助制造企业对供应链需求管理形成理论认识与进行科学管理。

制造企业岗位标准化管理与创新研究

企业管理体系的不断完善对于企业的健康可持续发展至关重要。本文将从企业标准化管理的现状出发,探讨在一个企业的生产经营活动中一般情况应遵循的共同规则,包括组织设计、劳动分工、工作分工的部门和职能描述,专业的管理体系。本文深入探讨了计划岗位作业标准化管理模式在制造业的发展中的重要性,并对其实施效果进行了详细分析。通过对制造业生产劳动管理的研究,我们可以更好地理解这一模式的实施方法。

大数据时代制造企业供应链成本管理策略研究

在大数据时代背景下,我国各行各业不断发展,我国制造业企业也不例外,制造业企业在发展过程中,运用大数据技术进行成本管理工作的开展,虽然为制造业企业成本管理提供了新的发展契机,但如何充分发挥大数据技术在成本管理工作中的优势和作用,是制造企业目前最重要的任务。因为供应链成本管理是制造企业在新时代下可持续发展的重要前提保证,严格控制制造企业的研发设计、生产、物流、营销等多个环节成本,但制造企业供应链成本管理工作开展过程中还存在诸多问题与不足,不利于制造企业经济效益的稳定提升。文章通过大数据时代制造企业供应链成本管理工作开展存在的问题与不足进行分析和研究,并提出针对性解决方案,仅供参考。

基于摆动激光扫描的GMAW焊缝成形调控

将摆动激光与GMAW工艺复合,利用“8”字形摆动激光扫描液态熔池,对其温度场和流场进行调控,以改变熔池温度梯度,主动调控熔池流动以改善焊缝成形.在6061铝合金板材表面进行堆焊试验,重点探究了光丝间距、摆动幅度、激光功率对于焊缝成形的影响,采用高速摄像机拍摄激光扫描熔池过程.结果表明,摆动激光扫描可以有效抑制成形缺陷的发生,当摆动激光扫描熔池中部时可以获得最佳的焊缝成形效果.摆动激光扫描降低了熔池温度梯度分布,同时激光扫描产生的激光蒸发反力可以驱动熔池流动,促进了液态熔池的流动铺展,从而有效抑制了不规则焊缝成形缺陷,减少焊缝内部气孔和裂纹缺陷.调节摆动激光摆幅可以在一定范围内对焊缝宽度进行调控.

国际空间站商业化发展研究

美国在建造和运营国际空间站过程中,大力发展商业载人航天,建立了较为成熟的商业模式。综述了国际空间站商业化发展背景、推进举措、实施效果。在国家层面,持续改革完善商业航天政策,美国第一至三号总统航天政策令中,要求相关政府机构改进对商业航天的监管,营造良好的发展环境;在管理层面,建立商业载人航天管理机制,开展商业货物运输和乘员运输,与空间科学促进中心签订协议管理空间站商业应用。国际空间站商业化相关做法取得了较好的效果,提升综合效益,同时也暴露出运输安全性、应用管理不到位相关问题,在研究国际空间站商业化发展的基础上,提出了建立健全商业化发展机制、健全完善商业应用管理体系、探索发展重点商业应用方向等方面的建议。

基于线结构光的大型构件表面尺寸加工质量检测方法

针对大型构件表面尺寸加工质量的高精度三维检测的需求,设计了一套主动式线结构光旋转扫描检测系统.采用相机主动式旋转扫描,适用于不方便移动且跨距大、特征多的大型构件检测.提出了一种新的系统旋转中心快速标定的方法,仅需标靶上一点即可完成标定,适合大型构件检测的现场快速标定.加入编码机构,可根据被测物的特征变化动态调整扫描速度,提高了系统检测效率和通用性.所有元器件均可单独调用,保证了系统的可扩展性.改善了扫描时的串口逻辑,进一步提高了三维点云的密度.实验结果表明,本系统对标准物体的最大偏差为0.0310 mm,标准差最大为0.0150 mm,对大型构件实物的检测误差在0.05 mm以内,满足大型构件表面特征加工质量的高精度三维检测需求.

一种航天器运动机构O形轴向动密封摩擦阻力研究

针对航天器一种常用的多道冗余O形轴向动密封摩擦阻力偏大的问题,对密封圈压缩率、金属配副表面摩擦因数、装配状态等因素进行仿真和试验研究。通过试验获得密封圈压缩率与摩擦阻力的关系;建立密封圈橡胶材料与轴孔摩擦仿真模型,通过分析获得O形密封圈与不同金属副动摩擦因数可能存在关系,并通过轴孔模拟试验验证仿真结果。通过密封圈磨损部位及应力分析,探究密封圈磨损原因。结果表明:摩擦阻力随密封圈压缩率的增大呈非线性增大趋势,且压缩率越大,摩擦阻力增幅越明显,因此降低密封圈压缩率可有效降低摩擦阻力;影响密封结构摩擦阻力的关键因素在于轴与密封圈之间的摩擦因数,通过在轴表面涂覆润滑膜层,可有效降低主轴摩擦因数,从而降低摩擦阻力。

Cu含量对Al-1Mg-0.6Si-xCu合金板材韧性及弯曲性能的影响

采用室温拉伸、Kahn撕裂以及弯曲实验,结合数字图像分析法和扫描透射电镜等手段,探究了Cu含量对Al-1Mg-0.6Si-xCu合金板材韧性及弯曲性能的影响。结果表明:随着Cu含量的增加,合金的伸长率、均匀伸长率、均匀断裂能和单位面积裂纹形核功逐渐增加,合金的弯曲性能变好,均匀阶段韧性提升,而合金的失稳伸长率、失稳断裂能及单位面积裂纹扩展功下降,合金失稳阶段韧性变差。随着Cu含量的增加,Al-1Mg-0.6Si-xCu合金中强化相β″的密度增加,且在0.5-Cu合金中出现Q′相和L相,晶内析出相密度增加,使得合金在形变过程中消耗的能量增加;晶界析出相间距增加,从而提高合金的韧性及弯曲性能。

脉冲激光改性碳纤维复合材料及其金属化研究

目的选择性地实现碳纤维复合材料(Carbon fiber reinforced plastic,CFRP)表面良好的导电性,满足它在共形天线上的应用。方法采用波长为1064 nm的纳秒脉冲激光器对惰性极高的CFRP表面进行表面改性处理,并结合化学镀铜技术,制备激光改性碳纤维复合材料表面金属层。利用扫描电镜、X射线光电子能谱仪对改性后的材料表面进行表征,利用焊点拉脱方法表征金属层结合力。结果研究表明,激光能量密度越高,则CFRP基材表面树脂被去除得越多;激光搭接率越大,则碳纤维束表面越粗糙;在适当的激光能量密度(60 J/cm^(2))和横/纵向搭接率(50%)下,会产生大量的极性化学基团。当激光能量密度为10~100 J/cm^(2)、激光搭接率为0%时,CFRP表面镀铜层的结合强度为0.57~3.16 MPa,且激光能量密度与镀层结合强度呈正相关。当激光能量密度为60 J/cm^(2)、激光搭接率为−100%~90%时,CFRP表面镀铜层的结合强度为0.19~3.24 MPa,且激光搭接率与镀层结合强度呈正相关。结论脉冲红外纳秒激光在一定能量密度和搭接率的条件下,可改变碳纤维表面形貌、化学成分,实现金属层的制备。

自适应分流交替电弧WAAM电弧行为与熔滴过渡

传统电弧由于热输入高、熔覆率低,无法直接应用于电弧熔丝增材制造(wire and arc additive manufacturing,WAAM)技术.该文提出极性变换自适应分流交替电弧WAAM工艺方法,在钨电极,工件和丝材间形成交替电弧.根据EN/EP电流转换时自适应分流并主动诱导交替电弧形成.该新型热源能满足以丝材阳极-钨电极阴极的EN电弧熔化丝材;以钨电极阳极-工件阴极的EP电弧清理工件,并通过适当的调节实现电弧热质力传输的受控解耦.验证了该新型热源的适用性,并对比分析了焊接速度和丝材高度下对电弧行为及熔滴过渡的影响.结果表明,当焊接速度为5.7 mm/s和丝材高度为8 mm时,沉积层形貌较好且熔滴过渡规律;与传统变极性等离子电弧(variable polarity plasma arc,VPPA)熔丝增材制造技术相比,其自适应分流交替电弧显著提高了丝材的沉积效率且降低了母材热输入,较好的兼顾了增材质量与增材效率.

弱刚性构件双机器人协同加工振动抑制方法

针对弱刚性航天器舱体壁板多任务并行加工的振动抑制需求,研究了弱刚性构件在切削激励作用下的振动产生、传播与耦合机理,提出了基于双加工激励相位差控制的弱刚性构件双机器人协同加工振动抑制方法,并以薄壁舱体壁板为对象进行了仿真与试验研究。结果表明,该方法能够有效实现振动抑制,验证了其正确性与有效性,为多机器人协同原位加工的复杂振动抑制难题提供了一种新思路。

月球科研站基本型能源系统方案设计与关键技术研究

调研了国内外无线传能技术和燃料电池技术的研究现状,在探月四期工程的整体规划框架下,对月球科研站基本型能源系统任务需求进行分析研究;提出了月球科研站基本型的能源系统组成,对能源系统的功能、工作原理和工作模式进行分析,给出了主要技术指标;对能源系统涉及到的关键技术进行初步分析,包括热电一体化能源综合利用技术、可再生燃料电池高可靠及高效控制技术、小型化高效远场激光无线传能技术、千瓦级近场无线传能技术和复杂多源能源系统稳定性建模与分析技术;基于方案设计和关键技术分析,对后续工作进行探讨,给出了下一步工作建议。

铝合金VPPAW穿孔焊接匙孔闭合处的微观组织与力学性能

铝合金因其密度低,比强度高等特性,被广泛应用到航空航天、军事工业等领域.与其他焊接工艺相比,变极性等离子弧焊接在大型铝合金结构件加工方面具有突出优势.针对轻金属合金等离子弧焊接过程中匙孔难以自由闭合的问题,提出了气电分离时序脉冲等离子弧环焊缝收弧方法,对比研究了环焊缝收弧方法与手工钨极惰性气体保护焊(tungsten inert gas welding, TIG焊)填补法焊缝匙孔闭合处的微观组织与力学性能.结果表明,通过调节焊接起弧、收弧策略,实现了等离子弧匙孔自由闭合,焊缝收弧区成形良好,组织为均匀的等轴晶;抗拉强度为329.9 MPa,断后伸长率为16.3%,比TIG填补法的抗拉强度提高了22.91%,断后伸长率提高了55.24%.平均硬度值为78.9 HV0.2,热影响区硬度呈下降趋势,熔合线处硬度呈升高趋势,焊缝区硬度波动范围为75~81 HV0.2.

基于数字孪生技术的航天器机构生产线平衡研究

随着航天强国建设进一步推进,航天器发射数量不断增加,作为航天器机构重要产品的形状记忆合金压紧释放装置需求量不断增长,亟需建立符合航天产品生产特点的数字化、智能化生产线。针对航天器形状记忆合金压紧释放装置生产特点,提出了航天器机构制造过程中产品数字孪生模型、设备数字孪生模型和制造过程数字孪生模型共3种数字孪生信息模型,设计了数字孪生生产线功能模块,提出了基于工业工程(IE)方法与遗传算法的生产线工艺平衡方法,研发了基于数字孪生的信息集成与应用原型系统,开发了数字孪生服务接口与人机界面,形成了自动化、数字化和智能化生产线,实现了航天器机构产品、设备、过程数字孪生的信息集成应用,实现了虚实生产线的同步运行与实时交互,并显著提升了航天器形状记忆合金压紧释放装置生产能力。

钛合金表面椭圆微坑阵列模板电解加工试验研究

针对离子推进器织构化流道高效精密加工需求,开展TC4钛合金表面椭圆形微坑阵列模板电解加工试验研究。通过电场有限元仿真,发现随着加工进行,微坑逐渐由矩形变为椭圆并最终变为近似圆形,而且微坑在椭圆短轴方向上增量要大于长轴方向。通过设计一种辅助支撑压紧装置以抑制非加工表面杂散腐蚀,研究了加工时间、占空比对微坑尺寸的影响。研究表明,在加工电压30 V、频率2 kHz、时间60 s、占空比8%的优选参数下,可以实现椭圆形微坑阵列的高效高一致性加工,得到的平均深度为98.04μm,长轴和短轴平均宽度分别为198.25μm和186.84μm。

热等静压制备TC4合金内筋圆筒件的组织与力学性能

采用有限元模拟技术研究TC4合金内筋筒形件在热等静压(HIP)过程中的致密化行为,通过响应面技术获得优化的HIP工艺参数,并开展优化工艺条件下的HIP实验;分别对HIP制备TC4合金内筋筒形件的不同部位开展致密度、力学性能测试以及微观组织和断口形貌表征。结果表明:TC4合金内筋筒形件的外表面优先致密,筒壁和筒底芯部的致密度最高,HIP压力对致密化的影响高于保温保压时间对致密化的影响;HIP制件筒壁和筒底的组织致密均匀、室温拉伸性能接近,筒壁室温拉伸性能均略优。350℃时,筒壁和筒底的拉伸性能差值进一步缩小,抗拉强度保持率达到近70%。室温和350℃拉伸变形试样均以韧性断裂为主的断裂特征。