[發明專利]一種小型顆粒阻尼式剛性減沖擊裝置

在審

• 申請號: 202210910094.0
• 申請日: 2022-07-29
• 公開（公告）號: CN115325089A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 趙啟龍;洪亞軍;曹斌;趙展;尚逸凡
• 申請（專利權）人: 上海宇航系統工程研究所
• 主分類號: F16F15/02
• 分類號: F16F15/02;F16F7/01;B64G1/64;B64G1/22
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 馬全亮

本發明涉及一種小型顆粒阻尼式剛性減沖擊裝置，包括：金屬轉接支架、蜂窩夾層結構板和顆粒阻尼器。減沖擊裝置設置于火工品與電氣設備安裝位置之間，用于對火工品起爆時產生的沖擊應力波進行衰減，降低到達電氣設備處的沖擊條件。可在航天器上太陽電池陣與艙體間的狹小空間內進行安裝，通過顆粒阻尼耗能特性和增加應力波傳遞路徑復雜度來衰減沖擊能量，為剛性連接形式，不降低連接剛度，不影響安裝精度。

技術領域

本發明涉及一種小型顆粒阻尼式剛性減沖擊裝置,屬于航天器減振設計領域，應用于火工品連接位置的減沖擊。

背景技術

火工品是實現航天器活動位置連接、分離功能的關鍵部件，不可或缺。但火工品起爆時產生的瞬態、高頻、高量級沖擊環境容易損壞設備內部結構或電子器件，嚴重時會導致航天任務失敗。限于航天器布局空間限制，無法避免全部設備遠離火工品安裝，而且由于安裝精度、熱控、低頻振動適應性等要求，設備需要緊貼結構安裝，不能通過減振墊進行沖擊抑制。這造成了有限空間內，設備剛性連接的傳統方式與降低沖擊響應需求之間的矛盾。

發明內容

本發明的目的在于：克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種小型顆粒阻尼式剛性減沖擊裝置，在局部小空間內完成對沖擊的衰減。在不損失連接剛度、安裝精度的情況下，在不影響導熱設計的情況下，實現對沖擊能量的衰減。該發明可以與航天器總體布局、結構、熱控設計解耦，不影響承載能力，具有較好的應用前景。

本發明所采用的技術方案是：

一種小型顆粒阻尼式剛性減沖擊裝置，包括：金屬轉接支架、蜂窩夾層結構板和顆粒阻尼器；金屬轉接支架外側與安裝火工品的支架連接，周邊通過螺釘與蜂窩夾層結構板連接，蜂窩夾層結構板中部與平臺結構連接；蜂窩夾層結構板內有多個蜂窩腔體；顆粒阻尼器由若干不銹鋼顆粒和聚酰胺薄膜組成，封裝為袋裝整體組件，在蜂窩夾層結構板生產過程中填充至內部，每個蜂窩腔體中放置一個顆粒阻尼器。

進一步的，金屬轉接支架、蜂窩夾層結構板和顆粒阻尼器形成整體減沖擊裝置，安裝于火工品和平臺結構之間，降低火工品解鎖時傳到平臺結構上設備的沖擊響應。

進一步的，減沖擊裝置整體為扁平構型，不會導致安裝在其上面的產品設備突出衛星本體過長而超出包絡限制；火工品起爆時，沖擊載荷作用于金屬轉接支架中間區域連接點，再擴散至金屬轉接支架周邊連接點，再傳導至蜂窩夾層結構板中間區域連接點，達到沖擊衰減的效果。

進一步的，金屬轉接支架與蜂窩夾層結構板僅通過周邊點式連接，金屬轉接支架與蜂窩夾層結構板相對的表面為凹陷式結構，使金屬轉接支架與蜂窩夾層結構板之間僅在螺釘安裝位置有接觸，避免應力波通過其它位置直接傳遞。

進一步的，金屬轉接支架、蜂窩夾層結構板的材料不同，利用不同材料實現連接位置機械阻抗不配備的特性對沖擊能量進行衰減；蜂窩夾層結構板為蜂窩夾層結構，由兩面的金屬蒙皮與中間的鋁蜂窩材料膠接而成。

進一步的，顆粒阻尼器布局方式為：包圍蜂窩夾層結構板中間區域連接點，隔斷傳力路徑，使沖擊應力波直接作用于顆粒阻尼器。

進一步的，環繞蜂窩夾層結構板中間區域連接點，顆粒阻尼器至少排列兩圈，在重量允許情況下，可以增加圈數。

進一步的，顆粒阻尼器的包絡尺寸根據蜂窩夾層結構板內部的蜂窩腔尺寸設計，高度低于蜂窩夾層結構板厚度2mm，在蜂窩夾層結構板一側蒙皮未黏貼時安裝在其內部后隨蜂窩夾層結構板一起完成后續生產工序。

進一步的，顆粒阻尼器中的不銹鋼顆粒直徑為2mm，通過聚酰胺薄膜封裝，不銹鋼顆粒裝填率90％以上，聚酰胺薄膜上設置放氣孔，避免進入真空環境后膨脹破裂。

進一步的，金屬轉接支架采用鋁合金材料。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：