太阳帆板驱动控制器的力学仿真与试验

2021-10-26黄逍遥葛悦李宇张得礼

机械制造与自动化 2021年5期

黄逍遥，葛悦，李宇，张得礼

(1. 南京航空航天大学，江苏南京 210016； 2. 上海宇航系统工程研究所，上海 201108)

0 引言

太阳帆板驱动控制器是空间飞行器上重要的电子单机，用于实现太阳帆板对日定向功能[1]。在严酷的空间环境中，帆板驱动控制器会长期受到多类型的振动载荷作用，导致器件或电路板性能退化[2]，因此对帆板驱动控制器在空间复杂环境条件下的响应行为进行板级仿真和试验非常必要。文献[2]对航电设备的PCB组件进行了实验模态分析来修正有限元仿真模型，并用修正后的模型进行随机振动仿真；文献[3]针对航天电子电路板进行综合环境加速试验方法研究，计算其在随机振动和温度循环下的疲劳寿命；文献[4]对印制电路板进行频率响应分析、随机振动分析和疲劳寿命分析，找到印制电路板的薄弱环节并进行优化设计。

本文以基于国产器件研制的太阳帆板驱动控制器为研究对象，对其建立简化的三维模型和有限元仿真模型，同时进行模态分析、简谐振动分析和随机振动激励下的分析，并针对固有频率较低和振动薄弱环节进行结构优化设计。最后按照《运载器、上面级和航天器试验要求》[5]和《卫星型谱单机试验通用要求》[6]开展产品在简谐振动和随机振动下的试验，验证帆板驱动控制器在空间环境中的力学可靠性。