一种卫星波导开关抗弯矩能力确定方法技术

本发明专利技术涉及一种卫星波导开关抗弯矩能力确定方法，属于机械工程技术领域。该方法将总装偏差源、热失配偏差源、重力预应力偏差源和振动应力偏差源引起的开关射频外壳最大径向变形以及波导开关实际工艺缺陷导致的转轴同轴度偏差叠加，得到最差工况下的射频外壳最大变形；依据弯矩分析基准，将最差工况下的射频外壳最大变形等效为标准直波导自由端口处作用的宽边弯矩M，定量确定了波导开关的抗弯矩能力，可以作为波导开关开展弯矩试验验收的试验量级依据。验量级依据。验量级依据。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星波导开关抗弯矩能力确定方法


[0001]本专利技术涉及一种卫星波导开关在复杂布局、联接多样、装配偏差、重力变形、运载发射段与地面试验力学环境、在轨高低温环境等综合作用下的抗弯矩能力确定方法，可为卫星波导开关产品研制提供合理的抗弯矩能力设计指标。本专利技术属于机械工程


技术介绍

[0002]波导开关是卫星有效载荷的关键组件，主要用于卫星转发器分系统中放大器的环备份，以提高卫星的可靠性。典型波导开关包括驱动电机、射频转轴，驱动电机转子与射频转轴固定连接，驱动电机安装在驱动外壳内，射频转轴安装在射频外壳内，射频外壳外部设有开关法兰，用于连接波导。典型波导开关的工作原理为：驱动电机接收到指令信号后，提供转动力矩，带动电机转子与射频转轴朝目标状态转动，到达位置后由锁止磁铁提供锁止力矩，使开关保持在工作状态并完成射频通道切换。
[0003]为保证开关良好的射频性能，射频壳体内腔与转子之间的间隙需要控制在数十微米量级，而同时迫于航天器减重压力，波导开关的小型化、轻量化设计持续推进。开关在星上实际使用中面临着复杂的力学环境，因波导布局本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星波导开关抗弯矩能力确定方法，其特征在于包括如下步骤：建立波导开关与单只标准直波导连接的第一组件级有限元物理模型、波导开关与四个标准直波导相连的第二组件级有限元物理模型、包含星上波导与波导开关次级结构的整星级有限元物理模型；在第一组件级有限元物理模型中标准直波导自由端口施加单位宽边弯矩，得到弯矩分析基准；在第二组件级有限元物理模型中引入总装允许最大偏差，计算总装偏差源引起的波导开关射频外壳最大径向变形；在第二组件级有限元物理模型中引入波导开关与舱板的最大温差，计算热失配偏差源引起的开关射频外壳的最大径向变形T；在整星级有限元物理模型上施加重力场，计算不同重力工况下的重力预应力偏差源引起的开关射频外壳径向变形；在整星级有限元模型施加地面试验运载正弦激励，计算振动应力偏差源引起的开关射频外壳最大径向变形F；将总装偏差源、热失配偏差源、重力预应力偏差源和振动应力偏差源引起的开关射频外壳最大径向变形以及波导开关实际工艺缺陷导致的转轴同轴度偏差叠加，得到最差工况下的射频外壳最大变形；依据弯矩分析基准，将最差工况下的射频外壳最大变形等效为标准直波导自由端口处作用的宽边弯矩M，该宽边弯矩M用于表征卫星波导开关抗弯矩能力。2.根据权利要求1所述的一种卫星波导开关抗弯矩能力确定方法，其特征在于所述第一组件级有限元模型和第二组件级有限元模型中的波导开关模型至少包括开关底座、射频外壳、驱动外壳三部分，有限元物理模型的材料属性与各部件实际材料属性相同，边界条件为开关底座安装螺孔固支。3.根据权利要求1所述的一种卫星波导开关抗弯矩能力确定方法，其特征在于所述波导开关整星级有限元物理模型的边界条件为星箭对接框固支。4.根据权利要求1所述的一种卫星波导开关抗弯矩能力确定方法，其特征在于所述弯矩分析基准包括标准直波导自由端位移d0、直波导与波动开关连接根部的应变值ε0、射频外壳最大径向变形μ0。5.根据权利要求1所述的一种卫星波导开关抗弯矩能力确定方法，其特征在于所述总装允许最大偏差包括三种类型的偏差，分别为：波导端口不对中度、波导端口不平行度、开关安装底面不平整度；在第二组件级有限元物理模型中引入总装允许最大偏差的具体步骤为：在四个标准直波导自由端口处引入波导端口不对中度，得到开关射频外壳最大径向变形D；在四个标准直波导自由端口处引入波导端口不平行度，得到开关射频外壳最大径向变形P；在开关底座引入底面不平整度，四个波导自由端口固定，得到开关射频外壳最大径向变形B。6.根据权利要求1所述的一种卫星波导...

【专利技术属性】
技术研发人员：方耀鹏，邵兆申，尹家聪，王升，孙征虎，王勇，周蓉，张永安，尹伟臻，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：