SolidWorks 2008年度征文：卫星振动压环优化设计

副标题#e#     1 前言
   
    以前卫星在做振动试验中，大多采用星箭适配器底面的振动响应包络曲线作为输入条件，即星箭适配器一同参与振动试验。在卫星及火箭的制造流程中，星箭适配器是属于火箭的一部分，因此在针对卫星的振动试验中，为了更好的反映卫星个体的振动响应特性，应去除星箭适配器对于整星振动特性的影响，因此将输入条件上移到星箭分离面是最合理的。目前，越来越多的卫星均采用不带星箭适配器的振动试验模式。这种模式要求振动夹具与卫星的连接采用模拟包带压紧的方式，振动压环就起到了这一作用。目前振动压环在使用中主要存在的缺陷有：
   
    （1）配合面制造误差引起压不紧、虚压现象；
   
    （2）压环容易径向变形导致无法安装。
   
    这两个问题都会导致试验无法进行，或者试验结果误差过大。为了解决这两个主要问题，必须从设计层面进行优化。有限元法用于结构的静力及刚度分析计算十分有效[1]，本文利用Solidworks软件，通过对压环设计的优化设计及有限元分析，探讨了提高压环抗变形能力和增加预紧力的途径。
   
    2压环优化设计
   
    2.1 压环结构
   
    卫星的星箭分离环下法兰为一斜面，通过与包带斜面的配合将其压紧在星箭适配器上法兰上（见图1、2）。图2中星箭分离环上端面与卫星相连，星箭适配器下端面与火箭相连，从而形成发射时的状态。  
   

    图1：星箭分离面示意图
    
    图2：分离环与适配器装配示意图

              
    为了模拟图1的连接方式，振动夹具上必须有一带有斜面的压环将星箭分离面压紧在夹具上。在设计中，一般都是通过压环的斜面与星箭分离环下法兰斜面接触，然后压环通过螺钉紧固在夹具平面上（见图3、4），而星箭分离环此时通过斜面的下压产生预警力，起到固定作用。  
   

    图3：压环示意图 
    
    图4：压环与夹具装配示意图