[發(fā)明專利]一種通用的航天器設(shè)備安裝支架參數(shù)化構(gòu)型設(shè)計方法

在審

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• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113283023A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李修峰;高令飛;劉正山;王偉;高秀會
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空間技術(shù)研究院
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張歡

1.一種通用的航天器設(shè)備安裝支架參數(shù)化構(gòu)型設(shè)計方法，其特征在于，包括步驟如下：

步驟S1，根據(jù)航天器設(shè)備安裝支架的功能，對航天器設(shè)備安裝支架的功能組成要素進行分解；

步驟S2，設(shè)定航天器設(shè)備安裝支架的基礎(chǔ)構(gòu)型，確定基礎(chǔ)構(gòu)型的關(guān)鍵幾何特征，提取關(guān)鍵幾何特征的尺寸參數(shù)，得到航天器設(shè)備安裝支架的參數(shù)化構(gòu)型；

步驟S3，以減重為目標(biāo)，自動調(diào)整尺寸參數(shù)驅(qū)動航天器設(shè)備安裝支架的參數(shù)化構(gòu)型變化，獲得航天器設(shè)備安裝支架的輕量化構(gòu)型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用的航天器設(shè)備安裝支架參數(shù)化構(gòu)型設(shè)計方法，其特征在于，步驟S1中，根據(jù)支架功能，將航天器設(shè)備安裝支架劃分為設(shè)備安裝模塊、支架安裝模塊和支撐模塊；其中，設(shè)備安裝模塊用于設(shè)備與安裝支架之間的連接；支架安裝模塊用于航天器設(shè)備安裝支架與航天器主結(jié)構(gòu)之間的連接；支撐模塊用于連接設(shè)備安裝模塊和支架安裝模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種通用的航天器設(shè)備安裝支架參數(shù)化構(gòu)型設(shè)計方法，其特征在于，步驟S2中，設(shè)定航天器設(shè)備安裝支架的基礎(chǔ)構(gòu)型包括設(shè)計設(shè)備安裝模塊參數(shù)化構(gòu)型、設(shè)計支撐模塊參數(shù)化構(gòu)型、設(shè)計支架安裝模塊參數(shù)化構(gòu)型。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種通用的航天器設(shè)備安裝支架參數(shù)化構(gòu)型設(shè)計方法，其特征在于，設(shè)計設(shè)備安裝模塊參數(shù)化構(gòu)型的方法如下：

1.1)設(shè)定設(shè)備安裝模塊的基礎(chǔ)構(gòu)型；設(shè)備安裝模塊的基礎(chǔ)構(gòu)型為中心或側(cè)邊帶開口的多邊形框架結(jié)構(gòu)，開口為矩形或圓形兩種形式；

1.2)將影響設(shè)備安裝模塊力學(xué)性能和質(zhì)量的幾何特征確定為關(guān)鍵幾何特征，包括安裝面厚度、安裝面多邊形邊長、安裝面矩形開口邊長、安裝面矩形開口圓角、安裝面圓形開口半徑；

1.3)提取步驟1.2)中關(guān)鍵幾何特征的尺寸作為設(shè)備安裝模塊的基礎(chǔ)構(gòu)型的優(yōu)化設(shè)計參數(shù)，得到設(shè)備安裝模塊參數(shù)化構(gòu)型。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種通用的航天器設(shè)備安裝支架參數(shù)化構(gòu)型設(shè)計方法，其特征在于，設(shè)計支撐模塊參數(shù)化構(gòu)型的方法如下：

2.1)設(shè)定支撐模塊的基礎(chǔ)構(gòu)型；支撐模塊的基礎(chǔ)構(gòu)型為橫截面為多邊形且橫截面為中空的框架結(jié)構(gòu)，支撐模塊的側(cè)壁設(shè)計成帶有若干三角形開口的結(jié)構(gòu)形式，三角形開口的頂點設(shè)置為圓角，將相鄰三角形開口之間的邊框作為側(cè)壁的加強結(jié)構(gòu)；

2.2)將影響模塊力學(xué)性能和質(zhì)量的幾何特征確定為關(guān)鍵幾何特征，包括側(cè)壁厚度、加強結(jié)構(gòu)與四周邊框之間的夾角、加強結(jié)構(gòu)的寬度、四周邊框的寬度；

2.3)提取步驟2.2)中關(guān)鍵幾何特征的尺寸作為支撐模塊的基礎(chǔ)構(gòu)型的優(yōu)化設(shè)計參數(shù)，得到支撐模塊參數(shù)化構(gòu)型。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種通用的航天器設(shè)備安裝支架參數(shù)化構(gòu)型設(shè)計方法，其特征在于，設(shè)計支架安裝模塊參數(shù)化構(gòu)型的方法如下：

3.1)設(shè)定支架安裝模塊的基礎(chǔ)構(gòu)型；支架安裝模塊的基礎(chǔ)構(gòu)型為若干帶加強筋的安裝角盒，安裝角盒設(shè)置在支撐模塊底部；

3.2)將影響模塊力學(xué)性能和質(zhì)量的幾何特征確定為關(guān)鍵幾何特征，包括安裝角盒的底面厚度、兩側(cè)加強筋厚度和加強筋角度；

3.3)提取步驟3.2)中關(guān)鍵幾何特征的尺寸作為支架安裝模塊的優(yōu)化設(shè)計參數(shù)，得到支架安裝模塊參數(shù)化構(gòu)型。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種通用的航天器設(shè)備安裝支架參數(shù)化構(gòu)型設(shè)計方法，其特征在于，步驟S3中，以航天器設(shè)備安裝支架重量為目標(biāo)，根據(jù)約束條件進行參數(shù)優(yōu)化，得到航天器設(shè)備安裝支架的輕量化構(gòu)型；

約束條件為滿足如下條件的任一條或兩條都滿足：

A、以航天器設(shè)備安裝支架強度不高于航天器設(shè)備安裝支架材料屈服強度；

B、航天器設(shè)備安裝支架與設(shè)備組合體剛度不低于140Hz。