采用多孔声子晶体避震的卫星结构支撑系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010565049.7 (22)申请日 2020.06.19 (71)申请人 中国人民解放军军事科学院国防科 技创新研究院 地址 100071 北京市丰台区东大街53号 (72)发明人 王凯曹璐李献斌覃江毅 范广腾张飞冉德超王建 (74)专利代理机构 北京奥文知识产权代理事务 所(普通合伙) 11534 代理人 张文苗丽娟 (51)Int.Cl. B64G 1/22(2006.01) B64G 1/10(2006.01) (54)发明名称 采用多孔声子晶体避震的卫星结构支撑。

2、系 统 (57)摘要 本发明公开了一种采用多孔声子晶体避震 的卫星结构支撑系统， 包括至少一个支撑机构； 每个所述支撑机构包括横梁和分别位于所述横 梁两端的两个支撑柱， 所述支撑柱为多孔声子晶 体材料。 本发明的采用多孔声子晶体避震的卫星 结构支撑系统， 采用多孔声子晶体避震的卫星结 构支撑系统， 通过多孔声子晶体材料的支撑柱过 滤削减振动波， 起到消声减震作用， 对卫星内部 部件起到良好的保护作用。 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 CN 111824458 A 2020.10.27 CN 111824458 A 1.一种采用多孔声子晶体避震的卫星结构支撑系统， 其特征在于， 包括至少一。

3、个支撑 机构； 每个所述支撑机构包括横梁和分别位于所述横梁两端的两个支撑柱， 所述支撑柱为多 孔声子晶体材料。 2.根据权利要求1所述的采用多孔声子晶体避震的卫星结构支撑系统， 其特征在于， 所 述支撑柱为截面为矩形的长方体结构， 所述支撑柱上间隔均匀分布有多个孔洞， 所述孔洞 的轴向平行于所述支撑柱的轴向。 3.根据权利要求2所述的采用多孔声子晶体避震的卫星结构支撑系统， 其特征在于， 所 述支撑柱的孔隙率为0.5-0.7。 4.根据权利要求2或3所述的采用多孔声子晶体避震的卫星结构支撑系统， 其特征在 于， 所述孔洞的行数和列数在8以上。 5.根据权利要求1所述的采用多孔声子晶体避震的卫星。

4、结构支撑系统， 其特征在于， 所 述支撑柱和所述横梁可拆卸连接。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111824458 A 2 采用多孔声子晶体避震的卫星结构支撑系统 技术领域 0001 本发明涉及卫星设计技术领域， 尤其涉及一种采用多孔声子晶体避震的卫星结构 支撑系统。 背景技术 0002 随着航空航天业的迅猛发展， 卫星的种类和功能日益丰富。 由于航天运输的特殊 性， 卫星在发射过程中很容易受到火箭等航天器的震动损伤， 对卫星内部的零部件甚至核 心部位的载荷等造成潜在威胁。 随着无人系统的飞速发展， 未来集成在卫星内部的模块将 会随着卫星功能的增多而大幅增加。 如何通过结构设计， 引入更加。

5、先进的材料和结构， 对卫 星内部的器件甚至整个卫星结构进行保护， 是技术攻关的热点问题。 同时随着卫星多功能 化， 卫星的质量增加对发射卫星的成本也会造成更大的压力。 选取更加轻质的材料， 使得轻 质材料同时实现结构支撑和卫星内部构件的保护， 也变得尤为重要。 目前对于卫星内部的 结构构造多数是满足功能性要求的普通支撑结构， 多采用中心承力筒式的构型， 或者桁架 式构型， 对于新型材料和结构的引入和设计依然有待研究。 发明内容 0003 为解决上述现有技术中存在的技术问题， 本发明提供了一种采用多孔声子晶体避 震的卫星结构支撑系统。 具体技术方案如下： 0004 一种采用多孔声子晶体避震的卫星。

6、结构支撑系统， 包括至少一个支撑机构； 每个 所述支撑机构包括横梁和分别位于所述横梁两端的两个支撑柱， 所述支撑柱为多孔声子晶 体材料。 0005 在一种可能的设计中， 所述支撑柱为截面为矩形的长方体结构， 所述支撑柱上间 隔均匀分布有多个孔洞， 所述孔洞的轴向平行于所述支撑柱的轴向。 0006 在一种可能的设计中， 所述支撑柱的孔隙率为0.5-0.7。 0007 在一种可能的设计中， 所述孔洞的行数和列数在8以上。 0008 在一种可能的设计中， 所述支撑柱和所述横梁可拆卸连接。 0009 本发明技术方案的主要优点如下： 0010 本发明的采用多孔声子晶体避震的卫星结构支撑系统， 通过多孔声。

7、子晶体材料的 支撑柱过滤削减振动波， 起到消声减震作用， 对卫星内部部件起到良好的保护作用。 附图说明 0011 此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解， 构成本发明的一部 分， 本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。 在附 图中： 0012 图1为本发明一实施例提供的采用多孔声子晶体避震的卫星结构支撑系统中支撑 机构的结构示意图； 说明书 1/3 页 3 CN 111824458 A 3 0013 图2为本发明一实施例提供的采用多孔声子晶体避震的卫星结构支撑系统中支撑 柱的截面图； 0014 图3为本发明一实施例提供的支撑柱中单个孔洞的结构示意。

8、图； 0015 图4为本发明一实施例提供的孔隙率为0.63的多孔声子晶体材料的有限元模拟能 带结构图。 0016 附图标记说明： 0017 1-支撑机构、 11-横梁、 12-支撑柱。 具体实施方式 0018 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发明具体实施例及 相应的附图对本发明技术方案进行清楚、 完整地描述。 显然， 所描述的实施例仅是本发明的 一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明的实施例， 本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。 0019 以下结合附图， 详细说明本发明实施例提供的技术方案。 00。

9、20 本发明实施例提供了一种采用多孔声子晶体避震的卫星结构支撑系统， 包括至少 一个支撑机构1； 如附图1， 每个支撑机构1包括横梁11和分别位于横梁11两端的两个支撑柱 12， 支撑柱12为多孔声子晶体材料。 0021 以下对本发明实施例提供的采用多孔声子晶体避震的卫星结构支撑系统的工作 原理进行说明： 0022 使用时， 根据待支撑部件的结构和尺寸以及布置方式， 可以选用一个或多个支撑 机构1进行支撑， 支撑机构1设置在待支撑部件和卫星壳体之间。 卫星壳体的振动在进行传 播时， 经过多孔声子晶体材料的过滤后， 起到消声减震的作用， 进而对卫星内部的部件起到 保护作用。 0023 可见， 本。

10、发明实施例提供的采用多孔声子晶体避震的卫星结构支撑系统， 通过多 孔声子晶体材料的支撑柱12过滤削减振动波， 起到消声减震作用， 对卫星内部部件起到良 好的保护作用。 0024 其中， 支撑结构中横梁11和支撑柱12的尺寸可以根据实际需求进行设置。 0025 作为一种示例， 支撑柱12可以为截面为矩形的长方体结构， 支撑柱12上间隔均匀 分布有多个孔洞， 孔洞的轴向平行于支撑柱12的轴向。 如附图2所示， 支撑柱12上周期性地 打通圆柱形孔洞。 0026 本发明实施例中， 支撑柱12上孔洞的个数与尺寸等可以根据支撑柱12的尺寸以及 避震需求和重量需求等进行适应性调整。 0027 优选地， 支撑。

11、柱12的孔隙率可以为0.5-0.7， 例如， 可以为0.5、 0.6、 0.7。 空隙率的 含义为如图2所示的截面图上， 孔洞的总面积占总矩形面积的比例。 通过对孔隙率进行上述 限定， 可以同时达到轻量化和避震滤波的双优效果。 0028 可选地， 孔洞的行数和列数在8以上。 且支撑柱12的截面为矩形时， 由于孔洞均匀 分布， 因此， 行数和列数保持一致。 例如， 可以为8行8列、 9行9列等。 0029 支撑柱12的截面该可以为其它形状等， 例如， 支撑柱12的截面为矩形时， 孔洞数量 可以设置为8行9列、 9行10列等。 说明书 2/3 页 4 CN 111824458 A 4 0030 在。

12、进行孔洞设置时， 可以先将支撑柱12均匀划分成多个矩形的周期单元， 在每个 周期单元内设置圆柱形孔洞。 每个周期单元的形心与孔洞的圆心相同。 此时， 孔隙率的含义 也可以表示为圆心直径与周期单元的边长的比值。 具体可以参见附图3。 0031 进一步地， 支撑柱12和横梁11采用可拆卸连接方式， 例如， 可以采用插接或者粘结 等方式实现可拆卸连接。 0032 综上所述， 本发明实施例提供的采用多孔声子晶体避震的卫星结构支撑系统， 采 用多孔声子晶体材料和框架结构相结合的体系架构， 实现卫星内部结构的减重和滤波减 震， 结构可拼装， 尺寸可调整。 多孔声子晶体的设计， 单个周期单元孔洞可调整应对多。

13、种工 况。 0033 以下结合具体数据对本发明实施例提供的采用多孔声子晶体避震的卫星结构支 撑系统的有益效果进行说明： 0034 孔隙率为0.63时， 多孔声子晶体材料的有限元模拟能带示意图如图4所示， 结果显 示在7000-12000HZ附近会有一条完全禁带， 可以阻断面内任何方向的弹性波的传播。 同时 15000hz到17000hz处还存在方向禁带， 可以在固定方向上阻断弹性波传播。 因此， 本发明实 施例提供的采用多孔声子晶体避震的卫星结构支撑系统可以有效阻止振动波的传播， 具备 良好的减震效果。 0035 需要说明的是， 在本文中， 诸如 “第一” 和 “第二” 等之类的关系术语仅仅用。

14、来将一 个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来， 而不一定要求或者暗示这些实体或操作之 间存在任何这种实际的关系或者顺序。 而且， 术语 “包括” 、“包含” 或者其任何其他变体意在 涵盖非排他性的包含， 从而使得包括一系列要素的过程、 方法、 物品或者设备不仅包括那些 要素， 而且还包括没有明确列出的其他要素， 或者是还包括为这种过程、 方法、 物品或者设 备所固有的要素。 此外， 本文中 “前” 、“后” 、“左” 、“右” 、“上” 、“下” 均以附图中表示的放置状 态为参照。 0036 最后应说明的是： 以上实施例仅用于说明本发明的技术方案， 而非对其限制； 尽管 参照前述实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当理解： 其依然可 以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换， 并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和 范围。 说明书 3/3 页 5 CN 111824458 A 5 图1 图2 说明书附图 1/3 页 6 CN 111824458 A 6 图3 说明书附图 2/3 页 7 CN 111824458 A 7 图4 说明书附图 3/3 页 8 CN 111824458 A 8 。