卫星结构设计与分析(上)--李建辉
卫星工程概论上PPT课件

2.4 航天器研制对空间环境的需求
1、可行性阶段 2、方案设计阶段 3、生产阶段 4、发射阶段 5、运行阶段
对总体方案选择和决策 空间环境因数是航天器设计的重要因数 选择合适元器件 选择空间环境稳定期 监视空间环境变化
6、发生异常及故障阶段 及时收集分析环境数据以判定或排除
2.5 空间环境预报与监测
析
卫星轨道类型和选择 约束条件确定 提出总体方案设想 关键技术分析
卫星研制 技术流程 初步制定
3.3 卫星可行性总体方案论证
方案分析和综合
分系统组成、论证实现卫星技术的途 径、卫星构型初步设计
卫星与卫星工程 接口
不同分系统与大系统接口协调
卫星总体性能指 标分析
明确指标内容及分析方法论
方案优选
满足条件下选择合理方案
变轨策略
4.4 几种常用轨道
太阳同步轨道
常 回归轨道 用 轨 冻结轨道 道
地球静止轨道
4.5 轨道确定
初轨确定概况 利用少量测量数据计算轨道根数,必 须具备三个地理位置时间点
利用卡尔曼滤波的轨道改进方法 用大量观测数据来优化轨道,最常用 的为最小二乘法和卡尔曼滤波方法
4.5 轨道确定
第五章 卫星有效载荷 5.1 概述 5.2 通信微信有效载荷 5.3 地球卫星有效载荷 5.4 气象卫星有效载荷 5.5 海洋卫星有效载荷 5.6 导航卫星有效载荷 5.7 侦查微信有效载荷 5.8 科学卫星有效载荷
对轨道的影响 对姿态的影响
高层大气、电离气体、太阳辐射、日月 摄动、地球非球形
地球磁场、高层大气阻力矩负三次方影 响
对材料表面的影响
机构和化学损伤
高能带电粒子 充电效应
对温度的影响 单粒子事件
GPS卫星模拟器的结构及其现状应用研究

;
图 1 G S卫星信号模拟器的基本组成 结构 P
成来看 ,大多数采用 了如图 1
;
;
嬲 痧
Pr c s o e s& Sy t m se
系 统
所 示 计 算 机 外 加 独 立 仪 器 机 箱 的 结 构 , 有 交 互 具
式 的图形界面 , 允许用户对仿真中所用 的各种参
Si gnalPr oces and Syst s em
星檬
枸
及其tl 应用研究 |l /  ̄
摘要 :G S 信号 模拟器作为一种高精度的测试设备 ,功能强大 ,广泛应用于多个领如航空 、航天 、核工 P
业 、通信等 。本文就 GP S信号 模拟 器的结 构 、现状及其应用展开讨论 ,并对其进行分析研究 。
品 ] 。
140 f 载频 广一 5
9 度 0
I.一 .. .. ..
3d B
, l 时钟 0
限 幅 器
P Y) ( 码
发 生 器
P Y) ( 码
开 天
: !r
交接 信 息
发 嚣l c 码 L / 1 生 』 A
] l
 ̄ 20
C AJ 和 数 据 / 5 I 1
三 、 GS卫 星信 号 的结 构 和 特 性 P 1 P 、G S卫 星 信 号 的 结 构 G S卫 星 信 号 采用 了 D S + P K 的调 制 P S S UQ S
它 信 息
二 5 。 u
数 据 I
发生器 l
5bs 0 p 数槲
方式 , 在两路正交载波 上分 别调制有数据码 以及
GP S信 号模拟器 的几种典型用途[】 。
薛梦轩-卫星结构设计与分析(上)

卫星结构设计
指在设计中结构和机构都必须始终遵循的基本原则,若不满足,可能会危及卫星任务的完成。
由运载火箭、卫星系统和星上其他分系统通过卫星系统下达的设计指标或要求。
结构材料时形成卫星结构和机构的基础。卫星结构与机构的性能 ,特别是卫星结构的性能在很大程度上取决于材料的性能。
卫星结构材料
对卫星结构材料的性能要求是多种多样的,以下仅说明较基本的、带普遍的材料性能要求,而更详细的或较特殊的要求,需要结合具体的结构或机构设计要求来规定。1 低密度要求;2 机械性能要求;3 物理性能要求;4 材料真空出气要求;5 制造工艺性能要求。
设备安装平台或壁板
夹层架构,挤压、机加或成形的梁
往往把部件装在刚度较大的轻型夹层壁板上
电缆支架和电接插件板
钣金件或冲压件
钣金件比机加件省钱,除非机加可以大大减少零件数目
卫星结构设计
在选择结构类型时,同时也应考虑结构部件间的连接方式。结构部件的链接主要采用机械紧固、焊接和胶接在选择时,要考虑到:
发动机不稳定燃烧、气动噪声和抖振、PO-GO现象、控制系统不稳定
级间动作
分离、级间点火
轨道运行
在轨动作
控制系统不稳定
返回
再入大气
启动噪声和抖振、气动稳定性
结构静载荷分析:简单的静载荷可以直接用材料力学、结构力学等解析方法求部件在和。复杂的可用数值法进行内力分析。
结构动载荷分析:各飞行阶段卫星结构动力分析包括:1 发射阶段卫星/火箭联合动力分析;2 在轨运行阶段卫星本体动力分析;3 返回阶段返回舱动力分析。
陕西省制造业高质量发展水平测度及分析

1引言改革开放以来,我国制造业发展稳步推进,已成为世界第一制造业大国。
随着智能制造技术的发展,世界制造业正经历新一轮变革,世界各国在制造业转型升级、产业布局发展等方面竞相迸发。
然而我国的制造业发展仍存在着质量提升速度滞后于市场需求变化的问题,不稳定性因素依旧干扰着制造业发展。
党中央国务院高度重视,习近平总书记在党的二十大报告中提出了“加快建设制造强国”的发展战略。
当前时期,推动制造业高质量发展、全面贯彻落实习近平总书记的来陕重要讲话,成为陕西制造业发展的根本要义。
随着经济社会的发展,越来越多的学者对制造业转型升级和高质量发展等问题进行了深入研究。
陈启斐等[1]和李春梅[2]研究了经济、社会、环境影响等多个因素对我国制造业发展的影响。
刘国新等[3]在前人研究的基础上,运用熵值法对全国各省市制造业的高质量发展水平进行了测度与分析。
随后,江小国等[4]在构建制造业高质量发展评价指标体系的基础上,分析了制造业高质量发展水平及其时空特征。
苏永伟[5]以我国中部地区6省制造业指标为研究样本,从经济效益、技术创新、品牌质量、信息化水平等方面进行了高质量发展水平测度,厘清了制造业高质量发展的内涵。
赵卿等[6]和刘怡君等[7]基于我国30个省市的面板数据,建立了制造业高质量发展的指标体系,对各地区制造业发展水平及其影响因素进行了研究。
通过以上文献分析不难发现,大多数学者们的研究关注了制造业高质量发展水平测度、影响因素等纵向的研究,但缺乏对不同地区制造业高质量发展的比较。
鉴于此,本文从创新驱动、效率变革、绿色发展、开放融合等4个维度建立指标体系,对陕西省制造业高质量发展水平进行了研究和分析,同时比较了不同时间段陕西省制造业与其他地区的差异,进而给出了对策建议。
2制造业高质量发展水平测度与分析2.1指标体系及数据说明为研究陕西省制造业的发展水平,及其与全国制造业发展较好的省市之间的差异,参照李建辉的研究[8],建立指标体系,考虑创新驱动、效率变革、绿色发展、开放融合4个维度,19个指标变量。
卫星结构设计与分析(上)PPT学习课件

1.1 概论
卫星 结构
卫星 机构
卫
1、设计
星
机
械
2、制造
分
系
统
3、试验
1.2 卫星结构和机构功能
承受 载荷安装Βιβλιοθήκη 卫星设备结构
紧固或 链接
卫星 机构
承受或 解锁
互相分 离
提供 构型
指向规 定目标
展开位 置及形
状
1.3 卫星结构和机构设计的特点和原则
尽量减少质量
利用有限容积
设 计
突出刚性设计
特
点 适应空间环境
第三章 卫星结构设计
3.1 概述 3.2 卫星结构的工作环境 3.3 卫星结构的载荷 3.4 卫星结构的设计要求 3.5 卫星结构的设计方案 3.6 卫星结构的详细设计
3.2 卫星结构的工作环境
1、地面自然环境 2、制造 3、操作 4、储存 5、运输 6、地面试验
地面环境 发射环境
1、起飞和地面噪声 2、最大气动载荷 3、稳态飞行 4、级间分离 5、整流罩分离 6、星箭分离
特征值有序性——特征值排列
固 特征值隔离定理
2.3 复合材料力学
合材料力学是研究复合材料本身力学性质 的学科。一般为纤维增强,是一种比较特殊的 不均匀的各项异性材料。
单向材料 层合材料
1、微观复合材料
复 合
力学
材
料
力 学
2、宏观复合材料 力学
2.3 复合材料力学
层合复合材料刚度 分析
层合复合材料硬度 分析
2.1 概述
复合材 料力学
有限 元法
可靠性理论、热 力学理论等等
结构 力学
结构 优化
结构热 效应和 热变形
卫星结构设计与分析(上)

精选版课件ppt
21
卫星结构设计
卫星结构的设计要求
精选版课件ppt
基本要求是机 构结构设计中 必须始终遵循 的要求; 强制要求是由 卫星系统以及 其他系统所需 的设计要求; 导出要求是卫 星各分系统提 出的约束条件。
22
卫星结构设计
卫星结构的方案设计
设计方案的比较和筛选 ●比较的参数 ●比较的方法
●复合材料
●结构材料的选择
●结构材料的应用和发展
精选版课件ppt
26
卫星结构材料
概述
材 料 的 工 作 环 境
减小卫星结构质量
较小的线膨胀系数,较高的 比热容,良好的额热导率
材料的总质量损失不大于1%, 收集挥发性冷凝物不大于 0.1%。
低密度 要求
机械性 能要求
机械性 能要求
材料真 空出气 要求
结 构 方 案 选
重 要 手 段
星
卫
卫星研制初期,除了满足功能质量等要求 外,还需满足卫星模态要求。
结构模态分析在卫星研制的各个阶段都是 设计验证的重要方法。
利用整星模态分析,可以合理的分配星载 设备安装刚度和星载设备固有频率。
通过模态分析可以定性预计星载设备环境 趋势。
利用结构故障前后的模型对比,找出卫星 结构故障。
1
结构分析模型
3
的建立
精选版课件ppt
34
卫星结构分析
结构静力分析
分析方法 ●应用解析法 ●有限元方法
研究范围 结构静力分析,主要研究卫星结 构在静载或准静载条件下的力学 行为,解决结构的静强度、刚度 和稳定性问题。
精选版课件ppt
载荷条件: ●运载火箭部门提出的准静载条件 ●运输过程的准静态载荷 ●结构板的法向准静态载荷以及舱体内外压力载 荷 ●变轨机动载荷以及在轨热载荷 ●对返回式卫星,发射在载入过程存在热载荷等
卫星结构设计与分析(上)

马佳 2019.01.02
目录
Contents
01
概论
02
技术基础
03
卫星结构
设计
04
卫星结构
材料
05
卫星结构
分析
06
卫星结构
设计验证
卫星结构和机构概论
●卫星结构和机构的功能
1
● 卫星结构机构设计特点
●卫星结构机构分类
●卫星结构机构研制程序
卫星结构和机构概论
结构机构功能
承受 载荷
0.25
复合材料结构的安全裕度
强度
0.25
按首层破坏方式计
算
稳定性
0.30
卫星结构材料
●概述
4
●金属材料
●复合材料
●结构材料的选择
●结构材料的应用和发展
卫星结构材料
概述
材 料 的 工 作 环 境
减小卫星结构质量
较小的线膨胀系数,较高的 比热容,良好的额热导率
材料的总质量损失不大于1%, 收集挥发性冷凝物不大于 0.1%。
结构瞬态响应和冲击响应分析
由于结构瞬态响应和冲击响应对卫星的影响不是很严重,因 此在进行结构响应分析时可部分忽略。
卫星结构分析
结构热效应
热变 形
热辗 轧
热弹 性冲 击
热引 起的 结构 运动
热颤 振
热振 动
●热变形:由温度缓慢变化及其分 布的不均匀性导致的结构产生的准 静态变形 ●热弹性冲击:由温度突变导致卫 星上柔性结构产生的瞬态飞振荡运 动 ●热振动:由准静态变形和周期振 荡运动叠加而成 ●热颤振:是结构的热致非稳态振 动响应 ●热辗轧:伸展机构元件间的热黏 附—滑移运动可能导致结构的非线 性运动
通过专家评审的2015年湖南省教育厅创新平台开放基金项目

创项新目平台 湖南涉外经济学 开放基金 院
苏胜培,汪绍军,罗婷,赵红 冉
创项新目平台 开放基金 湖南师范大学
项目
第 3 页,共 7 页
通过专家评审的创新平台开放基金项目一览表
序号 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96
刘宗明,庞野营,杨剑
创新项平目台 开放基金 湖南工业大学 创项新目平台 开放基金 湖南工业大学 创项新目平台 开放基金 湖南工业大学
雷卫军,张波云,罗熹,伍恒, 张悦,张明键
创项新目平台 开放基金
湖南警察学院
创项新目平台
周虎,刘俊成,黄饶,张飞 开放基金 湖南科技大学
曾文南,刘秋华,周晓春,刘 豪敏,张茜
通过专家评审的创新平台开放基金项目一览表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
项目名称
智能电网低碳运行电压稳定域及其可视 化研究 面向太阳能高效利用的矿物结合基太阳 能储热材料的微结构与性能调控 车辆胶体减振器纳米通道多相催化反应 特性研究
基于多源遥感数据的城市热力景观格局 演变研究------以长株潭城市群为例
“阳光体育运动”运行机制的构建研究
城市污泥高温蒸汽热水解厌氧消化复合 微生物菌剂选育及优化
不连续复值神经网络的动力学分析
新型多涡卷混沌系统及其CCCII的电路 实现
项目 负责人
马瑞 李传常 陈耿彪 唐立军 董创文 洪源渤 梁建新 李铁宁 阳立高 刘祚祥 褚武英 杨俊波
中国特色社会主义的“特色”研究
多级孔道小晶粒沸石复合材料的设计、 合成及催化性能研究
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2.2 结构动力学
方 单自由度系 无阻尼自由振动 程 数目与自由度相同 统的自由振 建 多 立 有阻尼自由振动 动 计算系统动能与势能 自 拉格朗日
由 单自由度的 基 度 本 受迫振动 系 概 统 念 的 多自由度系 固 振 统的振动 有 动
态和 固
简谐激振 特征方程 周期激振 固有模态 任意激振 归一模态 方程建立 钢体模态 基本概念 ——刚度矩阵K与质量矩阵M 模态正交性 有 频 展开定理 ——包括位移和能量展开 固有频率和固有模态的特性 模率
鉴定实验
初样产品装配 零部件验收
初样分析 设计评审
正 样 阶 段
零部件制造
制定试验规范 初样阶段
1.6 卫星结构和机构技术的发展和展望
本体技术 可展开附件 防热结构 新型结构 压紧释放、展开驱动 连接与分离机构 新型机构
新材料、复合材料的 应用 新需求、新技术
卫 星 结 构 技 术 卫 星 机 构 技 术
新设计理念和分析方 法的应用
第二章 技术基础
2.1 概述 2.2 结构动力学 2.3 复合材料力学 2.4 结构有限元法 2.5 结构优化方法 2.6计算机辅助设计
2.1 概述
可靠性理论、热 力学理论等等
复合材 料力学
有限 元法
结构 力学
结构 优化
结构热 效应和 热变形
2.2 结构动力学
• 结构动力学三要素:系统(结构)、输入(激励)、输 出(响应) • 系统分类:线性和非线性,保守和非保守系统 • 结构动力学基本方法:分析和实验 • 结构动力学方程:连续系统偏微分和集中参数常微分方 程 • 分析与求解:理论分析、数值分析和综合技术等
2.4 结构有限元法
有限元的核心一是求PDE(偏微分方程)的近似解,二是 离散化(discretization)。
结构离散化
有限元方程的建立 选择位移方程 分析单元力学性能 线 弹 性 有 限 元 方 程 计算等效节点 建立整体结构平衡方程 应用位移边界条件 计算单元应变及应力
虚 位 移 原 理
有 限 元 基 本 方 程
第三章 卫星结构设计
3.1 概述 3.2 卫星结构的工作环境 3.3 卫星结构的载荷
3.4 卫星结构的设计要求
3.5 卫星结构的设计方案 3.6 卫星结构的详细设计
3.2 卫星结构的工作环境
1、地面自然环境 2、制造 3、操作 4、储存 5、运输 6、地面试验 1、起飞和地面噪声 2、最大气动载荷 3、稳态飞行 4、级间分离 5、整流罩分离 6、星箭分离
NASA发展高级太阳能池阵
1.5 卫星结构和机构的研制程序
可 行 性 论 证 综 合 分 析 方 案 设 想 提 出 攻 关 项 目 初步设计和分析 方案设计 关键技术攻关 方案验证
方案阶段
方案评审
正样设计
初样阶段评审
制 定 验 收 规 范
初样设计
正样分析 零部件制造、验收及产品装配 验收试验 出厂评审
有 限 元 法 分 析 过 程
2.4 结构有限元法
弹簧元 板单元
杆单元 壳单元
梁单元
体单元
2.5 结构优化方法
数学规划法是运用数学规划和优选法区寻求设 计变量的最优解。 设计变量 最优化设计 约束条件 的数学命题 目标函数 点列收敛柯西准则 数值迭代方 最优化方法 终止准则,理论值与 法 近似值 无约束优化 1、直接法2、转换成 最优化算法 有约束优化 无约束法
尽量减少质量 利用有限容积 设 计 特 点 突出刚性设计 适应空间环境
保持简单设计
设计风险意识 设计的工艺条件 设计的经济性
设 计 原 则
保证高度可靠
满足一次使用
1.4 卫星结构和机构分类
粒子探测器卫星
探月LCROSS二级载荷适应器
1.4 卫星机构分类
功能划分
1、压紧与释放机构 2、展开机构 3、驱动机构 4、连接于分离机构
载荷分析循环与载 荷验证
卫星结构的设计要求
基本要求 强制要求 导出要求
主要为结构件的强 度和刚度,以保证 结构稳定。
卫星结构设计与分析(上)
汇报人:李建辉
2018年9月7日
目
录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 概论 技术基础 卫星结构基础 卫星结构材料 卫星结构分析 卫星结构设计的验证
第一章 概论
1.1 概念与范畴 1.2 卫星结构和机构的功能
1.3 卫星结构和机构的特点和原则
1.4 卫星结构和机构的分类 1.5 卫星结构和机构的研制程序 1.6 技术的发展和展望
特征值有序性——特征值排列
特征值隔离定理
2.3 复合材料力学
合材料力学是研究复合材料本身力学性质 的学科。一般为纤维增强,是一种比较特殊的 不均匀的各项异性材料。
单向材料
层合材料
复 合 材 料 力 学
1、微观复合材料 力学
2、宏观复合材料 力学
2.3 复合材料力学
层合复合材料刚度 分析 层合复合材料硬度 分析 为避免拉弯耦合或者拉剪偶尔,通常对称铺设 不是单纯线性相加,以首层破坏为破坏强度,或者 以末层破坏加以安全系数
地面环境 发射环境
再入环境
再轨环境
1、再入气动力和气动热 2、返回冲击
1、真空 2、热辐射 3、带电粒子辐射 4、紫外辐射 5、原子和分子粒子 6、微流星和空间碎片
3.3 卫星结构载荷分析
稳态载荷源 载荷源 热载荷源 动力激励源 结构静载荷分析
静载荷 热载荷 动载荷
结构的综合载荷分析
结构动载荷分析
结 构 优 化 法
优化算法分为:梯度下降学派和牛顿法学派
2.6 计算机辅助方法
CAD CAE
计算机辅助几何造型 运动学分析
结构有限元分析
CAM 结构设计/制造一体化
结构分析能力排名:1、ABAQUS、ADINA、MSC、ANSYS 体分析能力排名:1、ANSYS、ADINA、MSC、ABAQUS 耦合分析能力排名:1、ADINA、ANSYS、MSC、ABAQUS 性价比排名:最好的是ADINA,其次ABAQUS、再次ANSYS、最后MSC 由于NASA的关系,MSC在航空和军工行业具有一定优势。
1.1 概论
卫星 结构
卫星 机构
卫 星 机 械 分 系 统
1、设计
2、制造
3、试验
1.2 卫星结构和机构功能
紧固或 链接
承受 载荷
承受或 解锁
安装 设备
卫星 结构
卫星 机构
互相分 离
提供 构型
指向规 定目标
展开位 置及形 状
1.3 卫星结构和机构设计的特点和原则
设计的综合性和 迭代性 继承现有设计基础