航天某相机焦面结构分析

1、航天某相机焦面结构分析本文针对航天某相机的焦面组件，使用hypermesh进行有限元模型前处理，使用radioss求解，求解后并 使用hyperview iif行结果后处理。进行结构的模态分析和基于模态法的扫频分析，通过结果分析验证了设 计的合理性。1前言焦面结构组件是卫星相机的关键纽件，集光、机、电、热于一体。为了适应发射阶段和 在轨阶段的力学环境要求，必须对关键部件进行力学分析与试验。焦面结构纽件如下图所示, 主要包插结构基休、反射镜、探测器纽件以及探测器驱动电路盒等。本文主要针对焦面纽件 进行模态以及正弦扫频分析，并对结果进行讨论。点击图片查看人图图1 xx相机焦面结构图2有限元模型的建

2、立2.1焦面组件的模型前处理为对焦面组件进行结构分析，须对模型进行适当的简化以及网格的划分。使用 hypermesh强大的儿何清理功能对导入的cad模型进行儿何清理，对于的小孔清理，对滤光 片进行抽中面进行面网格划分。其余结构某体、反射镜等部件进行体网格划分。网格剖分结 果如图2所示。点击图片查看人图图2某和机有限元分析模型2. 2结构材料性能为了满足焦血组件的高强度，轻量化以及满足热稳定性等方血的要求，焦血组件的主要 支撑以及关键零部件采用4种材料，各种材料参数分别如表1、表2、表3、表4所示。表1材料1参数点击图片查看大图序号参星数据1密度（p）2940kg/m32弹性模届（e）213gp

3、a3泊松比（p）0 23竺厂®表2材料2参数点击图片查看大图序号参量数据1密度（p）2640kg/m32弹性模量（e）72gpa3泊松比（m）q.3-±2r 5表3材料3参数表点击图片查看人图序号参量数据1密度（p）4440kg/m32弹性模吐（e）109gpa3泊松比（m）0.34 p" 表4材料4参数表点击图片查看犬图序号参量数撫1密度（p）7810kg/m32弹性模lit （e）200gpa3泊松比（m）0.29丝厂®焦面结构中所选用材料除了上述儿种以外，还包含电路印制板，对于电路印制板的密度 采用包括电路板上的元器件在内的总体质量与体积的比值來定

4、义电路板的密度。表5 pcb板材料参数表点击图片杏看人图序号参星数据1弹性模量（e）20gpa2泊松比（m）0.3 鸣 s3结果分析3.1模态分析通过对www. huisheliren. com上述的模型在radioss屮求解，得岀焦而纟fl件的前5阶模 态，前5阶模态的的频率值如表5所示。由于模型屮有薄板存在，前5阶模态主要集屮在薄板 处和焦而支架的两个薄壁方向。其中一阶和三阶振型如图所示。表6前5阶模态频率点击图片査看大图阶数频率(hz)1905.321010.231054.341543.551896屈丝厂点击图片杏看人图图3 阶模态振型图点击图片查看大图图4三阶模态振型图3. 2正弦扫频

5、分析为了提高焦面组件的分析精度以及反应焦面组件的准确的力学环境，对于螺栓的连接采 用杆单元來代替，对于焦面结构组件的耳板要连接到镜头上的六个螺纹孔进行六个h由度的 约束如图2所示。正弦扫频釆用模态叠加法。载荷见表5所示。表5正弦载荷条件点击图片查看大图序频率范圉(hz)0-1200振级(0-p)0.5g时间2oct/min方向x、丫、9扫频模态叠加法正弦扫频结果如图5和图6所示。通过图可以看出在低频阶段加速度没冇 明显的放人，只有在频率达到1000hz以后加速度才有放人，而且放人倍数较小。点击图片查看大图图5 ccd处加速度放大随频率的变化图10d0ds142.9-82857-7428.5"6571 4-5714.3-点击图片杳看人图n(7o559) accele<ston(mag)|最大值(1041 j 7115.55)/i / 1*4d0d.0109.09218.18327.274.36545.45654.55763.54072.73s81.822西打厂 绳3freq(hz)图6反射镜处加速度放人随频率的变化图4结论本文对某相机焦面组件利用hypermesh进行了结构前处理，利用radioss进行了模态以 及止弦扫频分析。通过模态