尚坤
- 作品数：29 被引量：62H指数：4
- 供职机构：中国航天员科研训练中心更多>>
- 发文基金：中国载人航天工程基金国防科技重点实验室基金载人航天领域预先研究项更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术医药卫生一般工业技术轻工技术与工程更多>>
- 模拟火星大气环境对典型柔性结构热防护特性的影响被引量：1
- 2019年
- 随着深空探测任务的逐步开展,火星被视为最重要的载人探测目的地之一,而火星大气环境给柔性结构的热防护带来挑战。文章以舱外航天服手套为柔性热防护结构的研究对象,通过建模实现了舱外手套在火星大气环境冷工况下漏热功率的分析,并开展了模拟火星大气环境下舱外手套的热防护试验研究。结果表明:相比于近地轨道应用,现有舱外手套的热防护能力在火星大气环境中将显著降低,在冷工况下手套的漏热功率超过10 W,且局部热防护不足。在此研究基础上,文章对分析模型的完善、试验方法的拓展以及柔性热防护结构的改进等进行了展望。
- 尚坤李猛刘东岳
- 关键词：火星大气热防护环境试验
- 基于有限元方法的航天服平褶式关节建模被引量：9
- 2015年
- 关节的灵活性能是航天服改进设计的一个重要方向,平褶式关节是一类典型的航天服软关节。为全面了解平褶式关节的活动特性,利用有限元方法构建了平褶式关节的仿真模型,该模型能够反映关节的主要材料和结构特征,计算得到了关节的阻力矩-角度关系。为验证模型,开展了关节原理样件的阻力矩测量,分析了模型误差的来源。比较了有限元方法和经典分析方法,并进一步讨论了平褶式关节阻力矩的组成。结果表明,有限元模型能够反映关节弯曲运动的基本特征,尽管关节运动初期和伸展运动后期阻力矩计算的准确性还有待提高,但与经典分析方法相比具有显著的优势。此外,结合模型结果分析得到平褶式关节阻力矩由压缩气体、材料摩擦以及结构的弹性变形引起。
- 尚坤刘向阳李猛
- 关键词：航天服有限元非线性
- 基于步态行走的航天服关节技术研究进展
- 2019年
- 基于步态行走的先进航天服是面向地外探测任务的主要防护系统。结合地外探测任务的需求分析,回顾了航天服关节技术发展历程。在此基础上,总结了平地行走、慢跑等9种航天服下肢典型动作,以及适用于步态行走的运动学和动力学分析方法。针对典型动作的复杂程度,归纳了不同的腰、髋、膝、踝等关节自由度配置和结构设计方案。最后,提出了短期可能实现的腰轴承、髋关节等重点研究内容,为未来航天服活动关节设计提供参考。
- 刘东岳杨洪瑞罗诗瑶冉倩尚坤马加炉
- 航天服承压赋形面料的设计与仿真分析
- 2023年
- 针对航天服承压赋形面料的功能与性能需求,基于芳纶1313与杂环芳纶长丝,设计了一种双层组织面料,实现面料的高强力和低伸长性能。通过力学性能测试,并采用Texgen软件建立织物结构模型,利用Abaqus软件对织物组织承受拉伸力与撕裂力的过程进行有限元模拟,对面料设计与测试结果进行分析与验证。结果表明:双层组织面料设计能够满足航天服内部承压与外环境综合应用的需求;力学蠕变性能测试显示,在航天服充泄压的条件下,面料的力学性能与结构稳定性能够满足长期使用要求。
- 李猛刘洪静尚坤刘少杰陈树刚
- 关键词：芳纶双层织物航天服
- 航天服波纹式关节参数化建模与结构优化
- 基于非线性有限元方法构建了一种参数化的的波纹式关节通用模型,实现了不同设计参数下关节弯曲运动过程的模拟和以关节弯曲阻力矩、弯曲阻力矩做功值为主的力学参量的求解.
- 尚坤刘向阳李猛
- 金属化处理对杂环芳纶纤维力学性能的影响
- 2021年
- 为改变杂环芳纶纤维的电导率特性,通过化学镀与电镀的方法在杂环芳纶纤维表面进行金属镀层的附着,通过扫描电镜和能谱分析研究了纤维表面的镀层特征和化学组成,测试了化学镀与电镀溶液浸润对杂环芳纶纤维力学性能的影响。结果表明:化学镀与电镀以溶液浸润的方式能够在杂环芳纶纤维表面形成均匀连续的镀层并获得稳定的电导率;纤维经金属化镀层处理后,在应用过程中由自然磨损造成的镀层脱落现象不会对织造成型的织物电阻率产生显著影响;粗化过程等离子体刻蚀和化学镀与电镀过程的化学侵蚀都会对纤维造成一定的降强,但由于杂环芳纶纤维的高模高强特征,与间位或对位芳纶相比,其剩余强度依然具有性能优势。
- 李猛杨洪瑞刘洪静尚坤
- 关键词：导电纤维化学镀电镀芳纶
- 航天服压力防护技术发展与构想被引量：13
- 2018年
- 在载人航天任务中,航天服压力防护功能是为人体建立起赖以生存的压力环境,压力服作为实现压力防护和工效保障能力的基本载体,是航天服设计改进的核心部分。本文通过回顾压力服在早期技术验证、随登月任务和载人空间实验室、航天飞机任务和空间站建设运营各不同阶段任务需求的发展历程,总结了航天服压力服防护技术的演变特征。针对未来空间探索目标的环境特点以及多目的地的任务规划,开展了后续航天服压力防护技术需求分析。在此基础上,结合压力制度选择、结构实现形式以及材料工艺能力等方面分析,提出了短期可能实现的变压力制度软式压力服和作为长期目标的局部机械反压式压力服的方案构想和关键技术,为未来先进航天服的发展和研制提供参考。
- 张万欣李潭秋尚坤李猛
- 关键词：航天服舱外活动
- 自修复弹性体材料的研究进展及应用
- 2024年
- 综述了基于外援型和本征型2种体系的弹性体材料自修复机理和自修复技术在弹性体材料中的应用,并展望了自修复弹性体材料在载人航天领域的应用前景。
- 王凡李猛宋芳尚坤姚卫东闵辉海
- 基于Abaqus的航天服波纹式肘关节有限元仿真平台开发
- 2022年
- 为提高航天服肘关节结构设计的高效性与便捷性,开发了高度集成化的航天服波纹式肘关节有限元仿真分析平台。首先,考虑材料特性、几何尺寸以及人服接触等因素,建立了参数化的仿真模型;然后,基于改进的Preisach模型,提出了复杂运动历程中关节阻力矩的预测方法;最后,通过Abaqus软件预留接口将参数化仿真模型与阻力矩预测方法进行了集成,并设计了可视化的图形界面。采用该平台对航天服波纹式肘关节进行仿真分析,得到了阻力矩-转角迟滞特性曲线,在此基础上对复杂运动历程下的阻力矩进行了预测,预测结果与仿真结果的最大误差小于5%。结果表明:该仿真平台能够有效求解关节阻力矩特性,实现阻力矩的快速预测。
- 董长林尚坤周仕明李道奎
- 关键词：仿真平台
- 飞天舱外航天服适体性设计方法与验证被引量：2
- 2022年
- 适体性是舱外航天服工效保障能力的基本要求。为确保出舱活动任务的顺利实施,开展了飞天舱外航天服适体性设计实践。根据飞天舱外航天服的结构构形,确定适体性设计原则,采用被动适体和主动适体融合设计;分析讨论了舱外航天服适体性设计因素,以身高等人体参数作为主要参考数据完成了适体性设计,并开展了无人、有人适体性验证试验。试验结果表明:飞天舱外航天服对人体匹配性良好,穿服平均时间147 s,脱服平均时间77 s,脱指量接近零,飞天舱外航天服适体性满足使用要求。
- 李元丰张万欣王怡灵罗诗瑶刘东岳冉倩尚坤严曲
- 关键词：出舱活动
