2025 Vol. (3): 1-20| [摘要](50) | [PDF](26)- 空间系留电梯载荷运输过程的主航天器结构动力学初探
- 石文静，成正爱，史格非*
- 在太空制造过程中，不同制造平台的轨道往往是不同的，这使得对物资的跨轨道运输成为太空制造过程的重要需求。面向这一需求，空间系留电梯技术突破了传统运输模式在运输窗口与工质消耗方面的困难，提供了一种高效、灵活、低消耗的跨轨道运输手段。在该系统中，位于较高轨道的主航天器通过系绳将制造平台或运输航天器系留于较低轨道，利用电力驱动的负载运输舱可沿系绳快速移动，从而实现两个航天平台之间的跨轨道载荷运输。在载荷运输的过程中，运输舱沿系绳的移动将导致主航天器轨道参数发生明显变化，进而使得主航天器上的长桁架结构（主桁架）产生明显的结构振动。这对主航天器的在轨组装与稳定运行十分不利。针对上述情况，本文首次探讨并分析了空间系留电梯载荷运输过程的主航天器长桁架结构振动情况，为后续的振动抑制策略提供了可信的动力学基础。
- 2025 Vol. (3): 21-28
| [摘要](29) | [PDF](31)- 面向在轨制造的前端聚合复合材料技术研究现状
- 宋龙杰，王洪全，刘佳，赵臻璐，王琦，王福吉，唐俊*，尹昌平*
- 随着纤维增强聚合物基复合材料在航天器上的广泛应用，在轨制造技术正成为航天复合材料发展的重要方向。本文通过系统分析国内外在轨制造技术现状，结合在轨制造特点，总结提出在轨制造复合材料构件应满足的核心需求。基于此，本文对前端聚合复合材料应用于在轨制造的可行性进行了讨论，并提出了基于前端聚合-墨水直写协同打印技术（FP-DIW）的复合材料在轨原位制造工艺方法，其具有能耗低、制备速率快、能够原位成型和无支撑打印等突出特点，十分契合在轨制造的需求。本文的论述能够为复合材料构件在轨制造提供新的材料选择和工艺方法参考。
- 2025 Vol. (3): 29-36
| [摘要](42) | [PDF](24)- 微重力条件下超高纯铝凝固与杂质偏析机理研究
- 杨健，庞松，朱基裔，张佼*，戴铮，孙宝德
- 本文旨在利用中国空间站梦天实验舱中的高温材料实验柜研究微重力条件下超高纯铝凝固过程中杂质元素再分配的动力学机理及凝固缺陷。以Al-Si-V合金为例，本文对合金样品在微重力及重力条件下定向凝固后的组织和元素分布差异进行了对比分析。分析结果表明，与地面实验结果相比，微重力条件下样品凝固后缺陷分布均匀，残余应力小，且杂质元素分布与地面凝固后的杂质元素分布呈现明显差异。
- 2025 Vol. (3): 37-41
| [摘要](28) | [PDF](18)- 基于CF/PEEK带材的空间桁架结构在轨连续制造工艺设计与验证
- 颜家勇，田帅，李鹏*，耿超，潘金启，孙雪君，张利新，赵志虎
- 本文聚焦大型空间桁架结构在轨制造技术，以连续碳纤维增强聚醚醚酮（CF/PEEK）带材为原材料，旨在实现高效在轨连续制造。研究对比了连接单元跟随斜杆双旋向缠绕、仅斜杆双旋向缠绕、仅纵梁单向旋转三种桁架缠绕成形与连接方案，综合考虑斜杆类型、整体尺寸、焊机自由度等因素，选定仅斜杆双向缠绕方式，该方式可保证斜杆多样性和力学性能，且连接不受缠绕单元尺寸和电滑环负载限制。搭建桁架缠绕成形试验平台，采用CF/PEEK单向预浸带开展边长100 mm正三角形、节点间距100 mm的人字形构型桁架结构的成形验证试验，制造出的桁架节点间距均为100 mm，验证了超长桁架连续制造能力。最后，对长度为1.2 m、1.8 m、2.4 m和3.8 m的桁架结构进行120 g配重基频测试，测试结果表明，随着桁架长度的增加，基频从56.29 Hz降低至28.92 Hz，满足使用需求。
- 2025 Vol. (3): 42-47
| [摘要](32) | [PDF](35)- 微重力、高低温交变环境对CF/PEEK复材成形工艺的影响
- 郑世君，颜家勇，崔庆新，张孝阿，高峰，张军营
- 本研究针对碳纤维增强聚醚醚酮（CF/PEEK）复合材料在微重力与高低温交变环境下的成形工艺机理展开系统性研究。通过分子动力学模拟与实验表征相结合，揭示了空间环境下材料热力学行为的非平衡特性：微重力环境下体系热焓值降低59.03%，树脂基体黏弹性响应异常及界面结合强度下降；高低温交变环境则调控冷却速率影响结晶度分布，诱导其界面横晶结构的非均匀生长。实验结果表明，优化工艺参数（加工温度为360 ℃、速率为2 mm/s）可使纤维/基体的界面结合具有较好的浸润效果，孔隙率降低，并通过碳纤维异相成核效应促进形成良好横晶结构。研究建立的模拟体系，为复材微重力环境下成形制造提供了工艺优化理论与技术研究，对未来推动复材在微重力等环境下的塑性成形技术的工程化应用具有重要意义。
- 2025 Vol. (3): 48-53
| [摘要](55) | [PDF](31)- 面向在轨应用的铝合金低压电子束填丝修复工艺研究
- 刘笑辰 宋德斌 王廷
- 在太空环境中，航天器在轨运行时容易出现损伤，需开发航天器的在轨修复技术。本文面向在轨应用，开展2024铝合金典型缺陷的电子束填丝修复工艺研究。结果表明，采用合适的工艺参数可以实现孔洞缺陷和裂纹缺陷的良好修复成形效果，修复区无气孔、裂纹和夹杂等缺陷。修复区的微观组织主要由两侧的柱状枝晶和中心的等轴枝晶组成。热影响区的晶粒和析出相在热循环的作用下存在长大倾向。修复区显微硬度较母材降低，热影响区同样出现软化现象。对于裂纹缺陷修复试样，修复区抗拉强度达到269 MPa。热影响区在热循环作用下，呈现过时效与晶粒长大现象。研究结果表明低压电子束填丝修复工艺对铝合金缺陷的在轨修复具有可行性。
- 2025 Vol. (3): 54-58
| [摘要](28) | [PDF](19)- 基于DDPG的空间双臂机器人变刚度柔顺控制技术
- 王嗣昱，牛海瑞，王凯，谷海宇*，游斌弟，翟福军，唐家瑞
- 在空间机器人双臂协同装配任务中，机械臂与装配组件之间的接触状态呈现复杂的非线性，现有的控制技术未能解决装配过程中产生过大动态接触扰动的问题，进而导致装配精度下降、任务失败甚至设备损坏。为解决此问题，提出了一种基于深度确定性策略梯度（DDPG）算法的协同控制方法，构建了适应复杂接触状态变化的双臂协同机构，推导了包含机械臂与装配组件的动力学模型，进行了空间双臂机器人在快速、中速、慢速对接工况下的动力学分析，采用DDPG强化学习算法，降低机器人在对接过程中的接触力。通过仿真与实验验证，该方法可以显著提升装配精度（提高20%）、装配成功率（达到80.25%）、降低瞬间接触力大小（降低30%），有效调节空间双臂机器人协同装配过程的稳定性与可靠性。
- 2025 Vol. (3): 59-65
| [摘要](29) | [PDF](18)- 微波聚能熔融模拟月壤成形试验研究
- 卢佳琦，李正伟*，何成旦，左洋
- 微波熔融月壤成形是未来月面建造的重要技术途径。本文基于模拟月壤，通过电磁波边界约束实现聚能加热，分析了模拟月壤熔融成形过程中的表面温度场与熔体的演化规律，成形样品的宏观形貌、质量、密度及其微观结构特征。试验结果表明，通过本文提出的微波聚能方法可以快速实现模拟月壤的熔融成形。随作用时间增加，模拟月壤表面温度响应区域与温度最高值增大。熔体首先在月壤内部产生，并随时间增加逐渐在月壤表面显现。随着作用时间增加，模拟月壤熔融成形样品宏观形貌逐渐变为中间扁平的椭圆饼形。不同作用时间成形样品内部均存在大量孔隙，导致其密度呈现出复杂的演化规律。
- 2025 Vol. (3): 66-71
| [摘要](19) | [PDF](18)- 月壤成型结构物性能原位监测技术现状与展望
- 杜坤，郑岳阳，龚峻山，胡华君，张伟伟，迟关心*，吕东，庞扬
- 月壤成型结构物是月面建造的基础材料，其性能参数是评估其工程化应用的重要判据。本文介绍了国内外月壤成型技术和性能检测技术的研究现状，阐述了月壤成型结构物性能原位监测亟需开展性能原位表征评价、快速测量与长周期监测、多源数据融合下的原位性能评价三方面研究，对月壤成型结构物性能原位监测技术进行拓展应用与展望。本文相关内容可为我国未来月面月壤结构物制造及性能原位评测技术提供参考。
- 2025 Vol. (3): 72-78+插页一
| [摘要](20) | [PDF](19)
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