尚立斌，王安平，王 珂，何志祝

基于液态金属的锁紧／解锁装置在空间展开机构中的应用

尚立斌1，2，王安平2，王 珂2，何志祝3

（1．中国科学院大学，北京100049；2．中国科学院太空应用重点实验室，中国科学院空间应用工程与技术中心，北京100094；3．中国科学院理化技术研究所，北京100090）

针对空间可展开机构中使用爆炸螺栓有明显冲击振动缺点的问题，基于液态金属合金材料熔点较低、合金成分可调、材料性质可设计的特性，提出了将液态金属应用于空间可展开机构的锁紧／解锁装置设计中。初步设计了一种锁紧／解锁机构，对设计的机构进行了仿真失效分析，指出该机构在低于2300 N承载力下有着较好的锁紧能力；设计了拉伸承力试验，得到可承受的拉伸应力会大于19Ʊ 2 MPa的结论，且设计了对锁紧／解锁装置的加热试验，该试验证明机构可顺利解锁。由此初步得出了液态金属可以在空间可展开机构上得到应用的结论，为液态金属在进一步的实际工程应用中提供参考。

空间可展开机构；液态金属；结构设计；锁紧／解锁装置

1 引言

空间可展开机构是20世纪60年代后期，随着航天技术的发展而诞生的一种新型宇航机构，一般采用高强度比、高刚度比、高几何稳定性、超低热膨胀系数的宇航材料［1］。一般而言，可展开机构在发射过程中处于折叠收拢状态，体积小，质量轻，固定安置在运载工具有效载荷舱内。发射入轨后，由地面指挥中心控制结构按设计要求逐渐展开，成为一个大型复杂的宇航机构［2］。……