3.1.3 結(jié)論
從圖12可以看出曲線在12段處開始剛度有了較大幅度的提升,其剛體化趨勢相當(dāng)明顯。從圖14可以看出在承受相同徑向回復(fù)力的情況下,從8段處開始變形位移量的變化明顯變小,這就說明8段之后的分段方式對于抗變形能力的提升貢獻(xiàn)并不顯著。由此可得,從剛性角度來看,應(yīng)選擇12段之后的分段方式,從抗變形角度來看應(yīng)選擇8段之后的分段方式,由于壓環(huán)是衛(wèi)星振動(dòng)試驗(yàn)中的關(guān)鍵部件,具有多次重復(fù)使用的要求,在保守原則的前提下,我們做了交集,選擇12段為壓環(huán)優(yōu)化分段方式。
3.2 壓環(huán)預(yù)緊分析與比較
為了驗(yàn)證優(yōu)化前后斜面加工角度偏大對于星箭分離環(huán)預(yù)緊力的差別,我們?nèi)〕鰤涵h(huán)與星箭分離環(huán)裝配狀態(tài)中的一小段作為分析對象,分別針對斜面角度19.5°、19.8°、20°進(jìn)行對比靜力分析。分析中將底部的夾具用底面約束來代替,通過在壓環(huán)頂面螺釘安裝位加載100N的壓力,計(jì)算星箭分離環(huán)斜面的豎直向受力情況,因?yàn)樨Q直向分力在分離環(huán)的預(yù)緊中起主要作用。約束情況見圖15、圖16,計(jì)算結(jié)果見表4。
圖15:優(yōu)化前約束情況
圖16:優(yōu)化后約束情況
將表4數(shù)據(jù)做成散點(diǎn)折線圖,見圖17。
圖17:優(yōu)化前后豎直向受力散點(diǎn)折線圖
從圖中可以看出,在19.5?和19.8?兩個(gè)工況下,優(yōu)化前后星箭分離環(huán)斜面的受力情況基本一致,都占了施加載荷的40%左右,應(yīng)該說橋梁效應(yīng)在這兩個(gè)工況上優(yōu)化前后都得到了體現(xiàn)。而20?這個(gè)工況,優(yōu)化前斜面受力下降明顯,優(yōu)化后只是略有下降,前者受力占總施加載荷的8%,后者受力占總施加載荷的37%,在這一工況下優(yōu)化前無法形成橋梁效應(yīng),施加的載荷絕大部分由夾具承受,預(yù)緊力大大降低,而優(yōu)化后雖然受力也有所下降,但幅度不大,仍然能夠體現(xiàn)橋梁效應(yīng),起到很好的預(yù)緊效果。出現(xiàn)這種情況主要是由于20?時(shí),壓環(huán)底面基本與夾具緊貼,優(yōu)化前螺釘緊固位置已無騰空距離而優(yōu)化后的階梯結(jié)構(gòu)使得螺釘緊固位置還留有足夠的騰空距離,因此優(yōu)化后的受力情況會(huì)大大好于優(yōu)化前。
對于衛(wèi)星振動(dòng)試驗(yàn)來說,衛(wèi)星與夾具的連接必須滿足跟隨條件[3],壓環(huán)對衛(wèi)星預(yù)緊力不足就會(huì)破壞這一條件,使兩者之間無法保持緊密接觸。這會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差,甚至在試驗(yàn)中出現(xiàn)撞擊聲。在對星箭分離環(huán)的預(yù)緊力上,優(yōu)化前后對于加工精度較高的壓環(huán)來說幾乎沒有什么區(qū)別,兩種方法都能起到極好的預(yù)緊效果,而在加工精度不夠的情況下,優(yōu)化后的適應(yīng)能力更強(qiáng),大大減小了加工誤差對壓環(huán)使用效果的影響。
4 總結(jié)
本文針對壓環(huán)壓不緊和易變形這兩個(gè)主要問題進(jìn)行了有限元分析。在實(shí)際振動(dòng)試驗(yàn)中采用了優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,衛(wèi)星的一階頻率較壓環(huán)優(yōu)化前有了明顯的提高。此外在多次拆裝壓板中并沒有再出現(xiàn)因壓板變形使螺孔對不上的情況。壓環(huán)作為衛(wèi)星不帶星箭適配器進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)的必備件,它的好壞直接影響著衛(wèi)星振動(dòng)試驗(yàn)的成功與否。在壓環(huán)優(yōu)化設(shè)計(jì)后雖然解決了兩大突出問題,但對于星箭分離環(huán)的預(yù)緊力仍是不可調(diào)的,還無法完全模擬包帶的預(yù)緊力狀態(tài),為了使試驗(yàn)更接近真實(shí)情況,還需進(jìn)一步深入的研究。
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