2025 Vol. (5): 1-10| [摘要](48) | [PDF](31)- 面向太空制造的材料回收与再利用技术探讨
- 孙继兵，颜家勇，张利新，高战蛟，崔庆新，孙雪君
- 材料是影响太空制造工艺以及装备的重要因素之一，实现空间材料的原位回收与再利用对于降低地面供给、提高航天便捷性以及运行经济性等方面具有重要意义，特别是对于空间站的运营以及地外天体原位资源利用。本文从太空制造面临的环境因素与轨道工厂产品的应用场景出发，总结了太空制造的材料体系，对原位可用的材料从可回收材料体系与原位资源利用两个角度分析了航天材料的地面回收和再利用方案，重点分析与总结了玻璃与陶瓷、聚合物、金属和合金及电子废弃物的回收与再利用流程，并针对传统的“制造-使用-废弃”太空探索的范式，提出了太空制造的材料回收与再利用的总体新思路，倡议从初始的材料、设计太空物体与零部件、建立供应链、制造与装配技术、使用与维护技术、寿命终止评价到材料回收与再利用的全局建立闭环的自我维持的太空制造生态系统。
- 2025 Vol. (5): 11-20
| [摘要](26) | [PDF](24)- 在轨制造桁架结构的变设计域优化方法研究
- 陈阳，敬石开，宾凤娇，赵桐，肖登宝*，杨东升，梁春祖，韩建超
- 在轨制造桁架缓解了空间大型结构体积大、结构复杂带来的对火箭运载能力的压力，摆脱火箭运载能力对桁架包络尺寸的限制，提高航天任务的灵活性，具有广阔应用前景。传统桁架结构采用桁架构型和模块先设计、后制造的工序，无法处理在轨制造中面临的桁架任务重构、桁架框架建造失败再设计等多种突发问题。为此，本文提出了一种基于内点法求解的在轨制造桁架结构变设计域优化方法，通过统一多个设计域尺寸不同的优化问题的方式综合考虑整个桁架的设计与制造过程，在已经建造的桁架结构基础上重新规划剩余的桁架单元分布，实现桁架结构的设计与制造工序同步。算例表明，变设计域优化方法可以根据当前已经建造的桁架结构和载荷分配，优化剩余未建造的桁架结构，保障整体承载设计目标下降可控，能够为大型在轨制造桁架结构提供设计理论支撑。
- 2025 Vol. (5): 21-28
| [摘要](30) | [PDF](24)- 在轨制造桁架三维尺寸与外观质量视觉检测技术
- 陈展宏，田欣，李心宇，杨耀东，孙岩标，孙子杰，徐丽霞，唐小军
- 面向在轨制造桁架三维结构在线质量检测和评价的需求，本文针对桁架复合材料结构黑色吸光材质和表面弱纹理与几何形态复杂交织导致传统光学测量在反射光衰减、特征点稀少及多相机部署等方面面临的技术挑战，提出了一种面向复杂空间环境的环形多目视觉检测技术，通过背光成像显著增强桁架边缘对比度，结合基于局部仿射不变性与极线约束的大基线双目重建与多视角点云融合算法，解决了弱反射、低纹理场景下的高精度三维重建难题，并研制了视觉检测样机系统。实验结果表明，该方案在仅配置6台相机的环形阵列情况下，桁架杆件三维重建误差可控制在0.5%以内（杆长为100 mm时最大偏差为0.487 mm），断点缺陷检测精度达0.34 mm，验证了其在资源受限场景下的高精度与可靠性，同时与传统光学测量系统相比，显著降低了设备功耗与体积。该技术为在轨制造的在线质量调控和评价提供了一种高精度、轻量化解决方案，对大型空间设施在轨维护与自主修复具有重要工程应用价值。
- 2025 Vol. (5): 29-39
| [摘要](31) | [PDF](22)- 胶凝材料占比对模拟月壤3D打印成形体热-力学性能的影响研究
- 王兆寒，李正伟*，左洋，何成旦，王琎，王永军
- 基于月球资源的原位建造技术是未来大规模月面建造的重要支撑。3D打印成形技术在月面原位建造中具有自动化、智能化的优势。本文基于自主搭建的模拟月壤挤出式桌面级3D打印机，制备了不同配比的模拟月壤3D打印成形体，并开展成形体热-力学性能测试试验，揭示了胶凝材料占比对试样力学和热学性能的影响机制。研究结果表明：胶凝材料占比增加时，成形体单轴抗压强度增大，表现出明显脆性，同时导热系数提高，隔热性能下降。本论文的研究可为未来月面建造技术路径的建立提供参考。
- 2025 Vol. (5): 40-45+60
| [摘要](32) | [PDF](19)- SiCf/TC17复合材料拉弯疲劳裂纹的扩展与断裂特征
- 李鑫鑫，周文龙，王敏涓，付雪松，陈国清，黄浩*
- 采用磁控溅射先驱丝法制备SiCf/TC17复合材料，在室温条件下对SiCf/TC17复合材料在拉弯载荷下的疲劳裂纹扩展行为进行了研究，探究不同应力比及疲劳载荷应力幅值、不同纤维体积分数、不同起始裂纹位置对SiCf/TC17复合材料的抗疲劳裂纹扩展性能的影响，并采用扫描电子显微镜对疲劳破坏断口进行观察和分析。结果表明，紧凑型（CT）疲劳裂纹扩展试样在疲劳裂纹扩展过程中易发生纵向劈裂现象，纤维体积分数的增加导致试样抗疲劳裂纹扩展能力增强，应力比越大裂纹偏转越急剧，纤维桥接效果越弱，载荷变化对纵向破坏模式几乎没有影响，起始裂纹位于包套区域时试样更容易发生纵向破坏。断口观察表明，纵向破坏模式下疲劳裂纹沿纤维/基体界面扩展，在裂纹扩展过程中复合材料发生纤维断裂、纤维拔出、纤维/基体界面脱粘、基体塑性变形等多种失效形式。
- 2025 Vol. (5): 46-53
| [摘要](23) | [PDF](23)- 一种新型可动数传天线的结构设计与仿真
- 赖国泉 贺奎尚 张帅 易文韬 朱展云
- 针对卫星星体对天线视场的遮挡，传统带根部展开机构的可动数传天线设计可能因伸展臂过长，整体尺寸超出整星要求设计包络范围，或者因天线伸展臂与机构底座结合，导致天线整体重量过大，卫星发射成本剧增，经济效益低下的问题，本文设计了一种伸展臂折叠的星载可动反射面天线的结构构型，通过铰链折叠伸展臂的设计能够实现天线收拢包络尺寸小，而天线展开伸出高度大；同时去除了传统带根部底座，大大减小了天线整体的重量。本文阐述了新设计的可动反射面天线系统组成、结构设计和工作原理，并通过有限元力学仿真对天线进行验证，验证了这种新型反射面数传天线结构设计的可行性和合理性。
- 2025 Vol. (5): 54-60
| [摘要](22) | [PDF](21)- 某星载相控阵天线结构设计及热变形分析
- 贺奎尚 赖国泉 李东颖 张帅 刘绍武
- 本文以某星载相控阵天线为研究对象，介绍了天线结构组成。首先分析了天线在轨不同工况下温度场分布，为了减小天线在轨高、低温变化而导致的热变形，提出了在天线阵面外侧胶螺接L型加强筋的优化方案，并分析天线在极端高温和极端低温下的热变形结果。在极端高温工况下，天线热变形数值从优化前3.75 mm减小到0.81 mm；在极端低温工况下，天线热变形数值从优化前2.41 mm减小到1.41 mm。然后通过灯阵试验，对比仿真分析结果，优化仿真分析参数，为天线在轨实际工况仿真分析提供参数依据，为总体修正天线指向精度提供依据，同时为后续星载相控阵天线热变形设计提供工程参考。
- 2025 Vol. (5): 61-66
| [摘要](31) | [PDF](22)- 大尺寸双反射面天线柔性装配技术研究
- 毛喆 孙瑞峰 苏永胜 李源 沈烨
- 星载双反射面天线的装配精度是影响天线辐射性能的核心要素，传统依赖于高精度专用工艺装备的装配定位方法已越来越难以满足大尺寸双反射面天线的装配要求。为保证天线的装配质量，控制天线的研制成本，提出了一种主副反射面柔性装配定位装置，基于该装置给出了面向大尺寸、多构型天线的同轴度和距离调整方法。最后在4.5 m口径星载反射面天线上进行了应用验证，结果表明，该装置和调整方法可将大尺寸天线主副反射面的距离和同轴度控制在0.1 mm以内，不仅满足了大尺寸天线装配定位的现实需求，更提高了工装的通用性，使其能够快速服务于多个型号的天线装配。
- 2025 Vol. (5): 67-71+78
| [摘要](23) | [PDF](21)- 卫星智能装配系统机器人装配仿真及其高精离线编程
- 罗正平 刘康 刘 峰 沈文发 马 赫 韩文鹏 刘昊一 林 峰
- 卫星智能生产线需满足多型号、多批次产品柔性共线生产需求，现场机器人示教已严重制约装配系统设备利用率及产能提升。本文通过使用3D点云扫描技术和Tecnomatix平台，建立智能装配线高精度数字孪生模型，实现仿真模型与现场实物基本一致。在仿真平台中提前充分验证机器人装配工艺，识别并优化产品与工艺设计，验证工装夹具干涉性及可达性，输出高精度机器人离线轨迹程序。结果表明，该方法获得的高精度机器人离线轨迹在导入现场机器人后可直接载入机器人应用，显著缩短现场机器人示教时间，降低工艺与质量风险，提高生产效率。
- 2025 Vol. (5): 72-78
| [摘要](25) | [PDF](20)
杂志概况
- 主管单位：
中国航天科技集团有限公司
- 主办单位：
首都航天机械有限公司
- 主 编：赵衍华
- 通讯地址：
北京34信箱39分箱
- 邮 编：
100076
- 电 话：
010-68750167
- 发行范围：公开
- 定 价：
20.00元
- 国内统一刊号：CN11-4763/V
- 国际刊号：ISSN 1674-5108
- 地 址：
北京丰台区警备东路2号
- 邮 箱：
htzzjs@163.com
分享按钮
|