空間充氣可展硬化薄膜天線結(jié)構(gòu)熱分析.pdf

1、空間充氣可展薄膜天線由于具有重量輕、收納率高、展開可靠性高和費(fèi)用低等顯著的特點(diǎn)，正受到宇航工程師廣泛的關(guān)注，目前我國(guó)處于基礎(chǔ)技術(shù)研究階段。當(dāng)天線沿軌道飛行時(shí)，要經(jīng)歷較大幅度的高低溫變化，同時(shí)在結(jié)構(gòu)中存在較大溫度梯度，這將會(huì)引起熱應(yīng)力和熱變形。不滿足使用要求的熱平衡溫度會(huì)降低天線使用壽命，甚至產(chǎn)生故障；熱變形引起的反射面形狀變化會(huì)對(duì)天線的電性能產(chǎn)生很大影響。因此，準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)空間充氣可展天線在軌溫度場(chǎng)、熱應(yīng)力、熱變形對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)的熱設(shè)計(jì)和結(jié)

2、構(gòu)設(shè)計(jì)均具有重要意義，而且減少研制費(fèi)用，縮短周期。
　　首先介紹熱分析原理，分析軌道中的熱荷載和陰影情況，闡述了溫度場(chǎng)計(jì)算原理和天線熱設(shè)計(jì)方法。建立了包括裙邊、罩棚和反射面的理想空間充氣可展薄膜拋物面天線模型，考慮軌道上的太陽(yáng)輻射熱、地球反射太陽(yáng)熱、地球紅外輻射熱等熱流，同時(shí)考慮地球陰影、機(jī)構(gòu)本身陰影的遮擋，得出了不同太陽(yáng)位置下空間充氣可展薄膜天線在低地軌道和地球同步軌道運(yùn)行時(shí)2個(gè)周期內(nèi)的溫度場(chǎng)，并進(jìn)行比較分析。
　　然后分

3、析并處理溫度場(chǎng)結(jié)果，編寫載荷步文件，解決了I-DEAS軟件和ANSYS軟件的接口問(wèn)題，提出了一種在軌天線熱-結(jié)構(gòu)耦合分析方法。進(jìn)而計(jì)算得出熱應(yīng)力和熱變形，在此基礎(chǔ)上提取反射面的熱變形，評(píng)估了天線的形面精度，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較。
　　最后引入構(gòu)型拋物面充氣可展天線，介紹其反射面裁切設(shè)計(jì)方法，建立了包括裙邊、罩棚、反射面、邊緣索、拉索和支撐環(huán)的構(gòu)型拋物面形充氣可展天線模型。推導(dǎo)誤差計(jì)算公式，分析了初始形面誤差。運(yùn)用前述熱-結(jié)構(gòu)耦合分析方