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薄壁多孔碳-碳复合材料栅极力学性能仿真与试验评价研究
1
作者
高斌
李娟
+5 位作者
王东升
耿海
郭德洲
颜能文
刘东兵
王大年
《真空与低温》
2025年第4期504-512,共9页
薄壁多孔碳-碳复合材料栅极搭载离子推力器入轨阶段将承受较大的冲击与振动,存在栅极结构断筋、破损风险,严重影响离子推力器工作可靠性和服役寿命。针对10 cm口径离子推力器复合材料栅极研制需求,基于ABAQUS有限元仿真平台开展了10 cm...
薄壁多孔碳-碳复合材料栅极搭载离子推力器入轨阶段将承受较大的冲击与振动,存在栅极结构断筋、破损风险,严重影响离子推力器工作可靠性和服役寿命。针对10 cm口径离子推力器复合材料栅极研制需求,基于ABAQUS有限元仿真平台开展了10 cm口径碳-碳栅极力学特性分析,研究了总均方根值(Grms)为13.6g随机振动与1 000g加速度冲击谱力学响应,与等口径传统钼栅极组件进行仿真对比分析,并开展了Z向冲击试验验证。研究表明:碳-碳栅极组件满足首阶共振频率大于100 Hz技术要求,无破坏性应力现象;碳-碳栅极较钼栅极抗冲击安全系数更高,1 000g加速度冲击下安全裕度为钼栅极的2.53倍,冲击试验特征阻值项良好,调整栅极初装栅间距至0.70 mm可提升等口径离子推力器10.52%推力,通过栅极安装耳减震装置设计可进一步提升栅极动态稳定性。
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关键词
离子推力器
栅极组件
碳-碳复合材料
试验研究
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职称材料
离子推力器碳基材料栅极研制与应用现状及启示
被引量：
2
2
作者
高斌
李娟
+2 位作者
耿海
王彦龙
陈娟娟
《强激光与粒子束》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期149-157,共9页
离子推力器是广泛应用于空间航天任务的电推力器之一,栅极在离子推力器中承担着引出离子并加速进而实现推力的作用,直接影响推力器性能及寿命。相比于传统钼栅,碳基栅极具有热膨胀系数低、耐离子溅射高等优势,是未来高比冲、大推力、长...
离子推力器是广泛应用于空间航天任务的电推力器之一,栅极在离子推力器中承担着引出离子并加速进而实现推力的作用,直接影响推力器性能及寿命。相比于传统钼栅,碳基栅极具有热膨胀系数低、耐离子溅射高等优势,是未来高比冲、大推力、长寿命离子推力器栅极的理想候选材料,已被国外部分先进离子推力器成功在轨应用。分析对比了不同栅极材料特性,调研总结了国内外碳基栅极研制过程及技术特点,并报道了作者近期在小口径不同构型C/C栅极与一体化C/C栅极研制方面的相关进展,最后针对我国离子电推进发展趋势,提出了后续碳基栅极研究的经验启示与建议。
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关键词
离子推力器
栅极组件
碳-碳复合材料
热解石墨
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职称材料
题名
薄壁多孔碳-碳复合材料栅极力学性能仿真与试验评价研究
1
作者
高斌
李娟
王东升
耿海
郭德洲
颜能文
刘东兵
王大年
机构
兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室
出处
《真空与低温》
2025年第4期504-512,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFB3403500)。
文摘
薄壁多孔碳-碳复合材料栅极搭载离子推力器入轨阶段将承受较大的冲击与振动,存在栅极结构断筋、破损风险,严重影响离子推力器工作可靠性和服役寿命。针对10 cm口径离子推力器复合材料栅极研制需求,基于ABAQUS有限元仿真平台开展了10 cm口径碳-碳栅极力学特性分析,研究了总均方根值(Grms)为13.6g随机振动与1 000g加速度冲击谱力学响应,与等口径传统钼栅极组件进行仿真对比分析,并开展了Z向冲击试验验证。研究表明:碳-碳栅极组件满足首阶共振频率大于100 Hz技术要求,无破坏性应力现象;碳-碳栅极较钼栅极抗冲击安全系数更高,1 000g加速度冲击下安全裕度为钼栅极的2.53倍,冲击试验特征阻值项良好,调整栅极初装栅间距至0.70 mm可提升等口径离子推力器10.52%推力,通过栅极安装耳减震装置设计可进一步提升栅极动态稳定性。
关键词
离子推力器
栅极组件
碳-碳复合材料
试验研究
Keywords
ion thruster
grid components
carbon-carbon composite material
experimental study
分类号
TB71 [一般工业技术—真空技术]
V493.4 [航空宇航科学技术]
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职称材料
题名
离子推力器碳基材料栅极研制与应用现状及启示
被引量：
2
2
作者
高斌
李娟
耿海
王彦龙
陈娟娟
机构
兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室
出处
《强激光与粒子束》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期149-157,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFB3403500)。
文摘
离子推力器是广泛应用于空间航天任务的电推力器之一,栅极在离子推力器中承担着引出离子并加速进而实现推力的作用,直接影响推力器性能及寿命。相比于传统钼栅,碳基栅极具有热膨胀系数低、耐离子溅射高等优势,是未来高比冲、大推力、长寿命离子推力器栅极的理想候选材料,已被国外部分先进离子推力器成功在轨应用。分析对比了不同栅极材料特性,调研总结了国内外碳基栅极研制过程及技术特点,并报道了作者近期在小口径不同构型C/C栅极与一体化C/C栅极研制方面的相关进展,最后针对我国离子电推进发展趋势,提出了后续碳基栅极研究的经验启示与建议。
关键词
离子推力器
栅极组件
碳-碳复合材料
热解石墨
Keywords
ion thruster
grid assembly
carbon-carbon composite material
pyrolytic graphite
分类号
V493.4 [航空宇航科学技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
薄壁多孔碳-碳复合材料栅极力学性能仿真与试验评价研究
高斌
李娟
王东升
耿海
郭德洲
颜能文
刘东兵
王大年
《真空与低温》
2025
0
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职称材料
2
离子推力器碳基材料栅极研制与应用现状及启示
高斌
李娟
耿海
王彦龙
陈娟娟
《强激光与粒子束》
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
已选择
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条
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