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题名轻型空间相机主承力基板结构拓扑优化设计
被引量：9
- 1
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作者
贾学志
金光
贾继强
安源
徐振
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机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院研究生院
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出处
《空间科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2011年第3期395-400,共6页
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基金
国家高技术研究发展计划资助项目(2007AA12Z113)
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文摘
针对目前轻型空间相机主承力基板在结构设计过程中难于同时保证重量轻且刚度高的问题,提出了采用拓扑优化设计思想进行设计的方案.通过建立基于变密度方法的拓扑优化设计数学模型,运用Nastran软件对相机主承力基板进行拓扑优化设计,给出了主承力基板的最优设计方案.经过拓扑优化后相机主承力基板质量从初始的36.8 kg降低到15.4 kg,轻量化程度达58.2%.采用有限元分析方法对拓扑优化的结果进行了模态分析,以验证主承力基板刚度分布是否合理.通过0.5 g扫频振动试验对有限元分析结果进行验证,振动试验结果表明,主承力基板结构一阶自然频率理论分析与试验结果偏差1.86%,充分证明理论分析结果的正确性和准确性.整个优化设计过程证明,采用拓扑优化设计方法大大提高了研制效率,增强了空间相机主承力基板结构的性能,有效降低了基板的重量,满足系统设计要求.
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关键词
空间相机
主承力基板
拓扑优化
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Keywords
Space camera
Main board
Topology optimization design
Finite element analysis
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分类号
V445.8
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名空间相机桁架支撑结构满应力优化设计与试验
被引量：7
- 2
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作者
贾学志
张雷
金光
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机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
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出处
《空间科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第3期346-352,共7页
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基金
国家高技术研究发展计划项目资助(2007AA12Z113)
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文摘
针对空间相机桁架式支撑结构在设计过程中难以同时保证重量轻且刚度高的问题,提出了采用满应力方法对桁架杆截面进行优化设计的思想.以桁架杆重量最低为优化目标,桁架杆自重变形和桁架的一阶固有频率为约束条件,桁架杆截面的内外径为优化变量,建立了基于满应力准则的优化模型.经过优化,桁架杆截面的外径为50 mm,内径40 mm,质量6.1kg,一阶固有频率121 Hz.采用有限元法对优化结果进行模态校核和重力变形校核,同时为检验碳纤维复合材料的热稳定性,对桁架组件进行了热变形分析.得到次镜的偏心和偏转均满足光学设计要求.对优化设计出的桁架组件进行了0.2g扫频试验以及尺寸稳定性试验.试验结果表明,桁架组件一阶固有频率为119Hz,与理论分析结果基本吻合;在45N外力载荷和15℃均匀温升载荷的作用下,桁架稳定性能良好.次镜的偏心和偏转均小于5″,满足光学设计要求.优化设计出的桁架支撑结构具有刚度高、尺寸稳定等特点,这为实现空间相机向大口径、长焦距、轻型化方向发展奠定了研究基础.
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关键词
空间相机
桁架
优化设计
满应力准则
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Keywords
Space camera, Truss, Optimization design, Full stress rule
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分类号
V445.8
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名静电拉伸薄膜反射镜的面形分析
- 3
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作者
张鹏
金光
马宏财
张元
钟兴
贾学志
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机构
长春理工大学空间光电技术研究所
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院研究生院
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2012年第10期2758-2762,共5页
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基金
国家863计划(2007AA12Z113)
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文摘
静电拉伸薄膜反射镜属于一种空间新概念超轻反射镜。成形控制是其关键技术,而面形分析是成形控制的基础。基于Karman方程分析了薄膜反射镜在均匀载荷作用下的面形,并推导了抛物面面形所需的非均匀载荷;对Ф300 mm口径薄膜反射镜进行了有限元建模,针对不同载荷作用下的薄膜拉伸面形进行了光机集成分析,反射镜中心挠度与理论计算吻合,反射镜在非均匀连续载荷作用下的波前差相对于均匀载荷作用降低了一个数量级,非均匀离散载荷下的面形也得到了改善。结果表明:薄膜反射镜在非均匀载荷下可以有效抑制像差并能控制薄膜成形。基于仿真结果设计了半解析薄膜反射镜成形控制的方法,为薄膜反射镜的成形控制提供了技术基础。
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关键词
薄膜反射镜
面形分析
非均匀载荷
成形控制
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Keywords
membrane mirror
surface shape analysis
non-uniform load
shaping control
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分类号
TH751
[机械工程—精密仪器及机械]
TH703
[机械工程—精密仪器及机械]
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题名高分辨率空间相机调焦机构设计与分析
被引量：8
- 4
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作者
杜一民
贾学志
安源
柯善良
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机构
中国科学院长春光学精密机械及物理研究所
中国科学院大学
长光卫星技术有限公司
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出处
《红外技术》
CSCD
北大核心
2019年第4期305-310,共6页
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基金
国家重点研发计划项目(2016YFB0500904)
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文摘
空间遥感相机在轨运行时由于空间环境的变化,会产生不同程度的离焦。针对某高分辨率空间相机光学系统的特点以及焦深,设计了一套蜗轮蜗杆传动驱动偏心凸轮的调焦机构,详细分析了调焦机构的精度,分析结果表明:调焦机构的定位精度为0.0042 mm,焦平面组件的倾斜量为5.31?,满足光学系统的要求。最后,建立了工程分析模型,并对其进行了模态分析。结果表明:调焦机构的一阶模态为176.56 Hz,高于相机的基频,满足设计要求。因此,所设计的调焦机构能够保证高分辨率空间光学遥感器在复杂工况下的成像质量。
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关键词
空间遥感相机
调焦机构
定位精度
焦面倾斜量
模态
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Keywords
space remote camera
focusing mechanism
positioning accuracy
inclination of focal plane
mode
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分类号
V475.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名冲击载荷下分段线性刚度能量阱的优化研究
被引量：4
- 5
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作者
崔泰毓
张雷
贾学志
魏磊
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机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院大学
长光卫星技术有限公司
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021年第10期253-260,共8页
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基金
国家重点研发计划(2016YFB0500904)。
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文摘
分段线性刚度能量阱是非线性能量阱的一种,属于被动减振装置,它可以通过能量定向转移现象快速耗散主结构的振动能量。对冲击载荷下分段线性刚度能量阱能量耗散效率进行了优化研究,通过复变平均法推导了耦合分段线性刚度能量阱的二自由度系统在冲击载荷下的慢变方程,使用多项式近似的方法得到了慢不变流形不稳定点的近似表达式,以此建了以能量阱能量耗散效率为目标的优化模型,并对该模型的有效性进行了实验验证。结果表明,该研究优化模型建立较为合理,实验结果证明了优化参数的有效性,分段线性刚度能量阱有效提升了系统的能量耗散速率。
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关键词
非线性振动
非线性能量阱
冲击载荷
分段线性刚度
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Keywords
nonlinear vibration
nonlinear energy sinks
impact load
piecewise linear stiffness
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分类号
O322
[理学—一般力学与力学基础]
TH113.1
[机械工程—机械设计及理论]
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题名自由曲面在制冷型离轴三反光学系统的应用
被引量：9
- 6
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作者
姜晰文
贾学志
丛杉珊
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机构
长光卫星技术有限公司
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2018年第9期313-319,共7页
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基金
国家高分辨率项目
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文摘
研究了制冷型红外离轴三反光学系统成像原理和优化设计方法。给出了一个应用自由曲面的制冷型离轴三反射镜光学系统的设计。系统采用两个自由曲面反射镜和一个偶次非球面反射镜组成二次成像的结构形式,将制冷型红外探测器的冷光阑作为系统的孔径光阑,得到100%的冷光阑效率。第二和第三反射镜将孔径光阑成像在第一反射镜的位置,显著减小第一反射镜的口径。通过调整每个反射镜的偏心与倾斜,实现系统的无遮拦,使用自由曲面增大视场、校正像差、保证系统的成像质量。该系统的工作波段为3~5μm,焦距为450 mm,F数为2,视场为3.662°×2.931°,各视场的调制传递函数在环境温度为-40~60℃的范围内均高于0.5,实现系统的无热化,并且结构紧凑。
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关键词
光学设计
红外光学系统
成像系统
离轴三反射镜
自由曲面
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Keywords
optical design
infrared optical system
imaging system
off-axis three-mirror
freeform surfaces
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分类号
O436
[机械工程—光学工程]
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题名正弦激励下分段线性刚度能量阱的振动抑制研究
- 7
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作者
崔泰毓
张雷
贾学志
魏磊
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机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院大学
长光卫星技术有限公司
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出处
《现代电子技术》
北大核心
2020年第24期1-4,共4页
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基金
国家重点研发计划(2016YFB0500904)
吉林省重点科技攻关项目(20180201107GX)。
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文摘
分段线性刚度能量阱是非线性能量阱的一种,属于被动减振装置。该文主要研究正弦激励下分段线性刚度能量阱的结构参数对振动抑制效果的影响。建立耦合分段线性刚度NES系统动力学模型,分析分段线性刚度能量阱结构参数对系统振动抑制效果的影响。针对某卫星敏感部件,综合上述分析结果选取分段线性刚度NES的参数,通过数值仿真方法计算得到主结构加速度响应幅值降低了47%。
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关键词
刚度能量阱
振动抑制
非线性能量阱
正弦激励
参数分析
数值仿真
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Keywords
stiffness energy sink
vibration suppression
nonlinear energy sink
sinusoidal excitation
parameter analysis
numerical simulation
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分类号
TN919-34
[电子电信—通信与信息系统]
TH113.1
[机械工程—机械设计及理论]
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题名柔性复合输油管道抢修设备的研制与应用
- 8
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作者
贾学志
韩宝忠
耿延晖
车振龙
陈孝勇
李宏伟
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机构
中石化胜利油田分公司地面工程维修中心
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出处
《矿业装备》
2024年第S1期20-21,共2页
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文摘
柔性复合管具有柔性好、耐腐蚀、输送压力高、使用寿命长等特点,在油田地面管网中多应用于单井输油管道和输油支干线,管道承压约为1~15 MPa。在油田部分输油管道中正逐步使用柔性复合管代替碳素钢管。但柔性复合管道的安装需要在管道的两端与金属连接头连接后,再与主管道或井口流程连接。原始采用人工安装金属连接头的方式不仅效率低、质量差,而且人员的劳动强度特别大。连接通过使用柔性复合输油管道抢修设备进行柔性复合管道金属连接头的安装,可以实现柔性复合管扣压连接的自动化,只需要在摆正管道后,启动设备进行自动压缩对口即可,既降低了劳动强度,又提高了施工效率。
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关键词
输油管道
修复施工
扣压接头
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分类号
TE973.8
[石油与天然气工程]
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