航天器结构机构考试.doc

什么是航天器结构?主要功能有哪些?指为航天器提供总体构型,为各分系统仪器设备提供支撑,承受和传递载荷,并保持一定刚度和尺寸稳定性的部件或附件的总称。功能:承受载荷,安装设备,提供构型什么是航天器机构?主要功能有哪些?指使航天器及其部件或附件完成规定动作或运动的机械部件。功能:连接,释放,展开,分离,指向,承载航天器结构与机构的关系专业技术上属于同一畴完成一个共同的任务或功能分析上往往很难分离根据机构的使用状态分为两个基本的类型一次性机构:压紧与释放机构,展开机构,连接与分离机构连续或间歇工作机构:间歇工作机构,连续工作机构航天器的研制一般要经过:可行性论证阶段、方案阶段、初样机的、正样阶段航天器的环境条件地面环境:地面自然环境,制造环境,操作环境,贮存环境,运输环境,地面试验环境地面自然环境:重力,大气压,温度,湿度,腐蚀,污染发射环境:起飞和最大噪声,最大气动载荷,级间分离,整流罩分离,航天器与运载火箭分离,稳态加速度飞行,非正常发射条件轨道环境:真空,温度交变,带电粒子辐射,紫外辐射,原子和分子粒子,微流星和空间碎片再入环境:再入气动加载和气动加热,着陆冲击航天器载荷分为:静载荷,动载荷动载荷:周期振动载荷,瞬态振动载荷,冲击载荷,随机振动载荷解释载荷循环分析过程简答:空间环境对结构材料的影响?答:(1)真空条件。在高真空条件下,材料的蒸发、升华和分解效应,会造成材料的质量损失、改变和降低材料的原有性能。(2)带电粒子辐射条件。在各种能量和强度的电子和质子的长期辐照下,材料将受到一定的辐射剂量,当剂量过大时,可能使材料(尤其是合成材料)性能发生退化。(3)太阳紫外辐射条件。特别是量子能量较高的紫外辐射,它会影响材料的光学和热性能,以及影响某些薄膜结构材料的弹性性能。(4)高低温度交变条件。在低温条件下,有些材料会变脆;在长期温度交变条件下,有些材料会产生热疲劳或热损伤,因而产生裂纹、脱胶、分层、变硬等现象。(5)原子氧条件。它可引起高分子材料的化学裂解,因而造成材料的损伤。对结构材料性能的要求:低密度要求机械性能要求物理性能要求材料真空出气要求制造工艺性能要求在航天器结构中常用的几种变形铝合金为:(1)防锈铝(2)硬铝(3)超硬铝(4)锻铝其主要特点有:①密度低,因而具有较高的比强度和比模量;②工艺性能良好,易于机械加工、成形和铸造;③良好的导热性和导电性;④表面可自然形成氧化保护膜,抗腐蚀性能好;⑤在所有轻金属材料中成本最低廉。钛合金具有如下一系列优点:①由于钛的密度较低,而强度极高,因此其比强度值很高;②高温和低温性能均良好,可在-273~+500℃围工作;③对大气、海水、酸、碱均有良好的抗蚀性,是目前金属结构材料中最好的抗腐蚀材料;④具有良好的抗疲劳性能;⑤具有很低的热导率,适于制作隔热的构件;⑥线膨胀系数较低,适于作要求尺寸稳定性好的构件。但钛合金也存在一些缺点,主要有:①弹性模量较低,其比模量值与铝、镁相当或甚至稍低;②耐磨性较差,因而不宜作运动部件;③制造工艺较铝、镁、钢等复杂;④材料成本较铝、镁、钢等高。航天器结构设计的基本要求基本要航天器结构设计中必须始终遵循的基本原则,航天器结构设计的基本要求就是强度要求,即结构不能受到破坏。结构件的连接方式:机械紧固连接、焊接、胶接解释形变能密度理论(第四强度理论)形变能密度理论认为,引起材料