压电陶瓷驱动的解锁分离机构研究

简介

为了满足空间载荷在发射阶段恶劣的动力学特性要求,同时具有良好的低冲击响应特性,设计了一种压电陶瓷驱动的解锁分离机构,以压电陶瓷在高频电流下输出的交变载荷作为驱动力,利用预应力螺栓在交变载荷下的加速疲劳断裂为原理,从而实现该解锁分离机构的可靠解锁分离;然后建立该解锁分离机构的接触有限元模型,静力学分析表明,结构的刚度好,三个方向的一阶模态都大于100Hz,轴向拉伸载荷分析表明,结构的最大应力远小于材料的屈服强度极限,其安全裕度较高;最后完成了结构的力学试验验证,试验表明,该解锁分离机构的的一阶模态与分析结果吻合性好,振动前后的一阶模态的漂移小于3%,能够满足发射段的力学特性要求;压电陶瓷和火工品两种工况下的分离冲击特性表明,基于压电陶瓷驱动的解锁分离机构在分离过程中的冲击响应（338g）相对于火工品驱动的解锁分离机构冲击响应（4867g）大大降低。