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微小卫星推进系统设计及TB8钛合金半球件成形的数值模拟

袁修起  
【摘要】: 随着航天事业的发展,越来越多的微小卫星采用了推进系统。作为微小卫星的重要组成部分,推进系统为卫星提供控制力矩,配合控制系统完成卫星轨道与姿态控制任务,对卫星的工作寿命、可靠性、机动性、位置保持精度等性能都有直接的影响。因此研制质量轻、体积小、成本低的推进系统,具有重要的工程实用价值。 根据微小卫星推进系统的任务要求,经过对常用推进系统的比较分析,确定采用以液氨为推进剂的液化气推进系统,对推进系统方案进行了设计。在方案设计的基础上对推进系统结构进行了详细设计,包括推进板结构设计和推力器支架、贮箱支架等零部件的结构设计。推进系统贮箱内层为超薄TB8钛合金球形件,由两个半球件焊接而成。超薄半球件成形时容易出现起皱、破裂等缺陷。为了更好地制定合理的成形工艺方案,对高压橡皮成形和刚性模成形超薄TB8钛合金半球件的拉深成形过程进行了数值模拟。模拟结果表明高压橡皮成形工艺得到的半球件起皱现象难以消除,而刚性模成形工艺可以有效消除起皱、破裂等缺陷,板料厚度分布也比较合理。在刚性模成形模拟中,主要研究了压边间隙、凹模直壁高度和凹模入口圆角半径等工艺参数对成形过程的影响,并筛选出最佳工艺参数,这些工艺参数可以为模具设计和成形工艺的制定提供参考依据。


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