基于液态金属的空间锁紧机构理论及应用研究的任务书.docx

基于液态金属的空间锁紧机构理论及应用研究的任务书
任务书
一、任务背景
空间任务中，锁紧机构是非常关键的组件之一。目前，锁紧机构有很多种技术方案，例如：多点锁紧、摩擦锁紧、弹簧锁紧等等。然而，这些方案都存在着一些缺点，比如某些锁紧状态下的能量预备、锁紧过程中的噪声振动以及锁紧力的精度等。因此，针对飞行器锁紧机构的研究一直是热点之一。
液态金属是一种具有很好导电和热传导性质的金属，其电导率大约是铜的10倍，热传导率大约是银的2.5倍。同时，液态金属还具有可塑性、化学稳定性、高温耐力、防腐能力和电磁屏蔽能力等特性。因此，液态金属被广泛应用于航天科技、电子工业、热管理等领域，如：液态金属热交换器、液态金属电磁轨道等。
因此，本研究将基于液态金属构建一种新型的空间锁紧机构方案，并深入探索该方案的理论原理及应用场景。
二、研究目标
1.分析液态金属的特性和应用领域，了解其优点与局限；
2.结合液态金属特性，研究并设计一种新型的空间锁紧机构方案；
3.研究液态金属锁紧机构的工作原理、建模方法、数值分析技术、优化方法等；
4.制备液态金属锁紧机构样机，并进行实验验证和性能评估；
5.探究液态金属锁紧机构的应用场景，包括但不限于卫星、空间站等；
6.撰写毕业论文并进行答辩。
三、研究内容
1.研究现有空间锁紧机构技术及其局限性，构思新型机构方案；
2.分析液态金属的物理特性和机械行为，探讨其在锁紧机构中的实际应用；
3.建立液态金属锁紧机构的数学模型，通过计算机仿真分析该机构的锁定机理；
4.搭建实验平台，制备液态金属锁紧机构样机，并通过实验验证其锁定性能；
5.探究液态金属锁紧机构的应用场景及未来发展方向。
四、预期成果
1.探究液态金属锁紧机构的理论原理，包括建模方法、数值分析技术和优化方法等；
2.开发液态金属锁紧机构样机，并通过实验验证其性能；
3.分析液态金属锁紧机构的应用场景和优势；
4.撰写毕业论文并进行答辩。
五、进度安排
第一学期：综合分析现有空间锁紧机构技术，构思液态金属锁紧机构方案。
第二学期：建立液态金属锁紧机构的理论模型，并进行数值分析仿真。
第三学期：制备液态金属锁紧机构样机，并进行实验验证和性能评估。
第四学期：进一步推广研究成果，撰写毕业论文并进行答辩。
六、研究条件
研究人员需协同开动实验室，取得液态金属相关设备，并保证实验安全。
七、研究经费
液态金属锁紧机构研究所需经费为30万元，其中包含实验室开销、人员开销、材料费等。
八、研究负责人
指导教师：XXX
研究生：XXX
九、研究完成时间
研究时间为4学期，预计于2024年6月完成。
十、参考文献
[1]李贺,杨江成,张岳鹰.液态金属热交换器的研究进展[J].航空学报,2019,40(4):519-529.
[2]张浩远,顾瑞春.基于液态金属技术的电磁轨道研究综述和发展趋势[J].中国科技论文,2016,11(1):126-132.
[3]HuangG,LiF,WeiX,etal.Anelastoplasticmodelingframeworkfortheresponseanalysisofliquidmetalbasedactuationsystems[J].JournalofIntelligentMaterialSystemsandStructures,2017,28(8):1015-1025.