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阐述机箱快速插拔航天电子机箱关键技术

收藏本文 2024-04-13 点赞:19105 浏览:82985 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:空间站作为人类探讨空间奥秘的科学平台,其最大的特点就是可以在太空中停留相当长的时间,为人类直接参与空间科学探讨提供一个安全可靠的工作环境。然而,由于长期受到高真空、低温、太阳电磁辐照、电离层、以及地球辐射等十分恶劣的太空环境影响,其机载电子设备的可靠性不断降低,部分功能模块不能正常工作,严重时会直接影响到整个飞行任务的完成情况。由此,如何延长航天器电子设备在轨运转周期这一难题亟待解决。根据载人航天工程的进展经验表明,空间维修技术无疑是解决这一难题的最佳选择。本论文提出了一款能够满足空间维修需求的快速插拔航天电子机箱。该机箱采取至上而下的模块化设计思路,首次将航空电子设备中的外场可更换模块(LRM)理念引入到航天电子机箱的设计当中,使得空间维修所需的备份件定位在功能模块级别,大大降低了空间运输的成本。本论文主要以可操作性、热控效果、强度要求以及电磁屏蔽四个方面对机箱进行了合理的结构设计,并利用ICEP热浅析软件和PATRAN有限元软件分别对机箱进行了热浅析和力学浅析,同时还生产了一台样机,对并对其进行了热测试试验,最后将测得的部分大功耗元器件的温度值与热浅析结果进行了比较和误差浅析,结果表明,二者非常吻合。该机箱的成功研制,可作为我国载人航天飞行器电子设备的主流机箱,其良好的维修性和操作性都为航天员的空间工作带来很大便利,进而对电子设备的寿命延长,降低成本都起到了一定的作用。同时,该机箱的结构设计大量参照了国际上通用VITA系列标准,大大增强了机箱的通用性,为将来的国际间技术做了充分考虑。关键词:航天机箱论文快速插拔论文在轨维修论文LRM模块论文热设计论文

    摘要6-7

    Abstract7-12

    第1章 绪论12-17

    1.1 课题探讨背景与作用12-13

    1.2 国内外航天电子学机箱探讨近况与浅析13-16

    1.2.1 国内的探讨近况13-14

    1.2.2 国外的探讨近况14-16

    1.3 本论文的主要探讨内容及革新点16-17

    第2章 快速插拔航天电子机箱总体设计17-29

    2.1 快速插拔航天电子机箱结构的设计流程17

    2.2 设计对象的技术要求浅析17-19

    2.2.1 功能需求浅析17-18

    2.2.2 设计指标18-19

    2.3 功能模块划分19-21

    2.3.1 功能分解19-20

    2.3.2 模块划分20-21

    2.4 机箱结构总体设计案例21-23

    2.5 电磁兼容性设计23-24

    2.5.1 设计要点23

    2.5.2 结构设计23-24

    2.6 维修性与通用性设计24-27

    2.6.1 设计要点24-25

    2.6.2 技术案例25-27

    2.7 机箱结构的优越性27-29

    第3章 LRM 模块结构设计29-38

    3.1 设计要求29

    3.2 结构设计29-31

    3.3 快速插拔装置的结构设计31-38

    3.3.1 设计要求31-32

    3.3.2 结构设计32-33

    3.3.3 插拔装置的力和运动浅析33-38

    第4章 专用工具结构设计38-44

    4.1 设计要求38

    4.2 结构设计38-39

    4.3 设计计算39-44

    第5章 快速插拔航天电子机箱热设计44-69

    5.1 航天器电子设备热设计技术的进展近况44-46

    5.2 LRM 模块的热设计46-52

    5.2.1 机箱的物理结构描述46-49

    5.2.2 机箱初始工作条件49-50

    5.2.3 机箱散热途径的选择50-52

    5.3 热仿真浅析及结果52-66

    5.3.1 热仿真浅析的基本论述52-55

    5.3.2 热仿真浅析的设计流程55-56

    5.3.3 ICEP 热浅析软件介绍56-57

    5.3.4 有限元模型的建立57-59

    5.3.5 边界条件及相关参数设定59-61

    5.3.6 仿真结果的浅析与优化61-66

    5.4 测试试验及误差浅析66-67

    5.5 结论67-69

    第6章 快速插拔航天电子机箱力学浅析69-85

    6.1 机箱力学浅析的基础论述69-71

    6.1.1 模态浅析的基本论述69-70

    6.1.2 正弦扫描的基本论述70-71

    6.2 机箱实际产品的力学试验要求71-73

    6.2.1 加速度试验71-72

    6.2.2 正弦扫描振动试验72-73

    6.3 机箱简化后物理模型描述73-74

    6.4 机箱力学仿真浅析74-85

    6.4.1 机箱力学仿真浅析设计流程74-75

    6.4.2 PATRAN 软件介绍75

    6.4.3 机箱有限元模型描述75-77

    6.4.4 机箱力学仿真结果浅析77-85

    结论85-87

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