用于空间探测的静电分析器轻量化设计与验证

P354; 针对空间探测载荷的轻量化需求,以空间等离子体探测的静电分析器为研究对象,进行了轻量化设计和验证.在材料及加工方式选择方面,充分利用增材制造这一新兴加工手段,打破传统轻量化设计时追求低密度材料的思路,对比多种材料及加工方式下设备重量及力学表现,确定铝合金为主要材料,3D打印为主要加工方式.在结构设计方面,基于3D打印加工的优势,在减小设备各部分结构厚度的同时,适当设置加强筋以解决薄壁在后处理时易产生形变的问题.采取上述方案设计的设备质量减少至1.2 kg,比使用镁合金及传统加工方式的设备质量(2.2 kg)下降45％.以典型航天任务的鉴定级力学试验条件作为输入,开展了设计模型的有限元...

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Published inKōngjiān kēxué xuébào Vol. 43; no. 2; pp. 330 - 339
Main Authors 杨墨欣, 张爱兵, 解世君
Format Journal Article
LanguageChinese
English
Published 中国科学院国家空间科学中心 北京 100190 01.05.2023
中国科学院大学 北京 100049%中国科学院大学 北京 100049
Science Press
Subjects
力学试验
增材制造
有限元法
轻量化
选材
静电分析器
静电分析器
增材制造
有限元法
选材
轻量化
力学试验
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ISSN0254-6124
DOI10.11728/cjss2023.02.220303024

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Summary:P354; 针对空间探测载荷的轻量化需求,以空间等离子体探测的静电分析器为研究对象,进行了轻量化设计和验证.在材料及加工方式选择方面,充分利用增材制造这一新兴加工手段,打破传统轻量化设计时追求低密度材料的思路,对比多种材料及加工方式下设备重量及力学表现,确定铝合金为主要材料,3D打印为主要加工方式.在结构设计方面,基于3D打印加工的优势,在减小设备各部分结构厚度的同时,适当设置加强筋以解决薄壁在后处理时易产生形变的问题.采取上述方案设计的设备质量减少至1.2 kg,比使用镁合金及传统加工方式的设备质量(2.2 kg)下降45％.以典型航天任务的鉴定级力学试验条件作为输入,开展了设计模型的有限元仿真,完成实物加工装配以及力学试验,验证了该设计的抗力学性能.
ISSN:0254-6124
DOI:10.11728/cjss2023.02.220303024