黄首清++杨勇++刘守文++范春石++周原

摘要： 针对某微纳卫星新研制的三轴姿控动量球，采用仿真物理联合研制试验方法分析和验证其力/位移加载策略、结构强度和性能.仿真结果表明：产品设计薄弱环节为锁紧机构与转子球接触面的外侧尖点处、锁紧机构远离接触面的一侧中间等.物理试验得到產品的1阶频率在206.9 Hz，与仿真结果基本一致；测得动量球力矩输出值约为0.02 N·m.根据物理试验结果提出产品设计改进建议.

关键词： 微纳卫星； 动量球； 结构强度； 薄弱环节； 有限元

中图分类号： V448.22文献标志码： B

Application of simulationphysical combined developmental

test on design of reaction sphere

HUANG Shouqing1， YANG Yong1， LIU Shouwen1， FAN Chunshi2， ZHOU Yuan1

（1. Beijing Key Laboratory of Environment & Reliability Test Technology for Aerospace Mechanical &

Electrical Products， Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering， Beijing 100094， China；

2. Qian Xuesen Laboratory of Space Technology， Beijing 100094， China）

Abstract： As to the new threeaxis attitude control reaction sphere of a micro/nano satellite， the force/displacement loading method and structure strength and performance are analyzed and verified by simulationphysical combined developmental test method. The simulation results indicate that， some design vulnerable spots are at the outer cusp of contact zone between locking arm and rotation ball， and the middle area of opposite surface of the locking arm toward the contact zone. The first order frequency is 206.9 Hz， which is obtained by physical test and basically consistent with the simulation result， and the output torque of the reaction sphere is tested as 0.02 N·m approximately. Some improvement design suggestions are proposed.

Key words： micro/nano satellite； reaction sphere； structure strength； vulnerable spot； finite element

收稿日期： 2016[KG*9〗10[KG*9〗12修回日期： 2016[KG*9〗11[KG*9〗15

基金项目： 国防科工局技术基础科研项目（质量与可靠性）（JSZL2015203B009）

作者简介： 黄首清（1986—），男，河南驻马店人，博士，研究方向为机电产品可靠性试验和计算机仿真，（Email）hshouqing@163.com0引言

三轴姿控动量球是随着立方体卫星等微纳卫星向高性能实用化迅速发展而出现的新型姿态控制系统.[12]动量球具有的三轴直驱姿态控制能力、高功能密度比、高容差性、无轴间交联耦合、动平衡鲁棒性等优势，展现出独特的吸引力，受到各航天强国的关注和重视.[35]

目前，国内外鲜有对动量球设计中开展研制试验的报道.美国高度重视研制试验，也非常重视计算机仿真技术在研制试验中的作用，成立“卓越中心”推动计算机仿真技术在研制试验中的应用.[68]

本文针对新研动量球开展仿真物理联合研制试验，对动量球研制样机的结构强度进行验证，发现产品设计薄弱环节，提……