空間相機蒙皮阻尼輔助支撐結構的製作方法

2023-07-15 22:09:06 1

專利名稱：空間相機蒙皮阻尼輔助支撐結構的製作方法
技術領域：
本發明屬於航天領域，特別涉及一種用於空間相機蒙皮的阻尼輔助支撐結構。
背景技術：
目前，採用碳纖維材料製造的蒙皮因其高強度、低密度的特點，在空間相機領域正 在得到越來越多的應用。碳纖維蒙皮由於製造工藝的原因通常採用整體式設計或分塊製造 整體組合式設計，空間相機的輕量化要求蒙皮的厚度通常較薄。相機主體布局的複雜性限 制了其與蒙皮之間的連接方式，一般在主體局部與蒙皮採用傳統機械方式直接聯接如螺紋 聯接、鉚接等，導致蒙皮的整體剛度很低，在空間相機地面力學試驗和發射時因振動產生會 很大的振蕩和內部應力，具有很大的隱患。

發明內容
為了解決上述蒙皮存在的整體剛度過低及經歷振動時產生過大內應力，可能導致 蒙皮局部破壞以及與相機主體結構發生幹涉的問題。本發明的目的在於設計一種基於非線 性阻尼原理的空間相機蒙皮輔助支撐結構，可用於連接局部剛度較低的蒙皮區域與相機主 體結構，具有消應力作用。本發明阻尼輔助支撐結構主要包括粘彈性阻尼系統和減振輔助系統，所述粘彈 性阻尼系統包括兩側對稱的主體連接塊、輔助連接塊及至少1層橡膠層和2層膠層，其中主 體連接塊和輔助連接塊之間分別膠連第一膠層、第一橡膠層和第二膠層；所述減振輔助系 統包括內六角螺釘、蒙皮連接塊和簧片，其中第一內六角螺釘將輔助連接塊與簧片固定在 一起，第二內六角螺釘將蒙皮連接塊固定在簧片上；所述的內六角螺釘採用TB2鈦合金材 料製成；兩個主體聯接塊、兩個輔助連接塊、蒙皮連接塊採用TC4鈦合金材料製成；所述簧 片採用XQZ62青銅材料製成；所述膠層採用熱固性環氧膠，以及使用熱固性環氧膠膠接各 層橡膠層以及橡膠層與輔助連接塊和主體連接塊；所述主體連接塊呈L型。L型主體連接 塊下端上有兩個通孔用於與主體結構聯接固定；粘彈性阻尼系統另一側為一對稱的粘彈性 阻尼系統。蒙皮連接塊上的兩個螺紋孔用於將整個阻尼輔助支撐結構聯接至蒙皮上需要減 振的區域。另外，本發明也可以設計為一種空間相機蒙皮阻尼輔助支撐結構，由粘彈性阻尼 系統和減振輔助系統構成，所述粘彈性阻尼系統包括兩側對稱的主體連接塊、輔助連接塊 及至少1層橡膠層和2層膠層，其中主體連接塊和輔助連接塊之間分別膠連第一膠層、第一 橡膠層和第二膠層、第二橡膠層、第三膠層、第三橡膠層、第四膠層、第四橡膠層、第五膠層； 所述減振輔助系統包括內六角螺釘、蒙皮連接塊和簧片，其中第一內六角螺釘將輔助連接 塊與簧片固定在一起，第二內六角螺釘將蒙皮連接塊固定在簧片上。本發明的工作原理蒙皮連接塊和兩個主體連接塊將整個支撐結構分別固定在蒙 皮和主體結構上，當蒙皮在力學試驗或反射過程中發生振動時，蒙皮的振動通過蒙皮連接 塊傳遞至簧片，減振輔助系統中的簧片具有一定的彈性，對於蒙皮的振動具有一定的緩衝作用，振動由簧片進一步經由輔助連接塊傳遞至兩個粘彈性阻尼減振器，減振器的減振作 用使從蒙皮而至的振動對主體結構的衝擊很小。主體連接塊、輔助連接塊、蒙皮連接塊為金 屬材料製成，具體一定的剛度，保證了聯接區域的蒙皮與主體結構受到振動衝擊時不發生 幹涉。阻尼減振器由至少一層橡膠層與兩層膠層組成，實際的橡膠層層數根據蒙皮具體使 用區域的實際振動型式和模態並結合設計模型的結構分析結果進行補償設計。單層橡膠層 基於粘彈性阻尼系統模型設計具體參數，其數學模型為 ^ βΚ
權利要求
1.一種空間相機蒙皮阻尼輔助支撐結構，其特徵在於，由粘彈性阻尼系統和減振輔助 系統構成，所述粘彈性阻尼系統包括兩側對稱的主體連接塊(1)、輔助連接塊(5)及至少1 層橡膠層和2層膠層，其中主體連接塊(1)和輔助連接塊(5)之間分別膠連第一膠層(2)、 第一橡膠層(3)和第二膠層(4)；所述減振輔助系統包括內六角螺釘、蒙皮連接塊(7)和簧 片(9)，其中第一內六角螺釘(6)將輔助連接塊(5)與簧片(9)固定在一起，第二內六角螺 釘(8)將蒙皮連接塊(7)固定在簧片(9)上。
2.根據權利要求1所述的空間相機蒙皮阻尼輔助支撐結構，其特徵在於，所述簧片(9) 採用XQZ62青銅材料製成。
3.根據權利要求1所述的空間相機蒙皮阻尼輔助支撐結構，其特徵在於，所述主體聯 接塊(1)、輔助連接塊(5)、蒙皮連接塊(7)採用TC4鈦合金材料製成。
4.根據權利要求1所述的空間相機蒙皮阻尼輔助支撐結構，其特徵在於，所述膠層採 用熱固性環氧膠。
5.根據權利要求1所述的空間相機蒙皮阻尼輔助支撐結構，其特徵在於，所述主體連 接塊⑴呈L型。
6.一種空間相機蒙皮阻尼輔助支撐結構，其特徵在於，由粘彈性阻尼系統和減振輔助 系統構成，所述粘彈性阻尼系統包括兩側對稱的主體連接塊(1)、輔助連接塊(5)及至少1 層橡膠層和2層膠層，其中主體連接塊(1)和輔助連接塊(5)之間分別膠連第一膠層(2)、 第一橡膠層(3)和第二膠層(4)、第二橡膠層(10)、第三膠層(11)、第三橡膠層(12)、第四 膠層(13)、第四橡膠層(14)、第五膠層(15)；所述減振輔助系統包括內六角螺釘、蒙皮連接 塊(7)和簧片(9)，其中第一內六角螺釘(6)將輔助連接塊(5)與簧片(9)固定在一起，第 二內六角螺釘(8)將蒙皮連接塊(7)固定在簧片(9)上。
全文摘要
本發明涉及一種空間相機蒙皮阻尼輔助支撐結構，屬於航天領域，由粘彈性阻尼系統和減振系統構成，粘彈性阻尼系統包括兩側對稱的主體連接塊、輔助連接塊及至少1層橡膠層和2層膠層，減振系統包括內六角螺釘、蒙皮連接塊和簧片。採用碳纖維材料製造的整體式或分塊製造整體組合式蒙皮與相機主體之家的局部連接方式導致蒙皮的整體剛度較低，在空間相機地面力學試驗和發射時因振動會產生很大的振蕩和內部應力。本發明設計了一種基於剛性阻尼原理的空間相機蒙皮輔助支撐結構，用於連接局部剛度較低的蒙皮區域與相機主體結構，具有良好的隔振、消應力和補償蒙皮局部模態的作用。
文檔編號F16F15/08GK102003486SQ20101059679
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月20日 優先權日2010年12月20日
發明者張銀鶴, 徐宏, 李志來, 楊會生, 董得義 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所