基于碳纖維復(fù)合材料的立方體衛(wèi)星結(jié)構(gòu)熱控一體化設(shè)計.pdf

1、立方體衛(wèi)星以體積小、成本低、研制周期短等優(yōu)點受到越來越廣泛的關(guān)注，但立方體衛(wèi)星的高度集成化、模塊化設(shè)計對于結(jié)構(gòu)熱控系統(tǒng)提出了更高要求。降低結(jié)構(gòu)質(zhì)量、提高結(jié)構(gòu)強度、增加有效載荷比重是結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵;而由于立方體衛(wèi)星存在高熱流密度和低熱慣性的特點，迫切需要高效率、高可靠的熱控分系統(tǒng)。
　　本文使用低密度、高強度、高模量、低熱膨脹系數(shù)的碳纖維復(fù)合材料代替鋁合金材料，進行基于碳纖維復(fù)合材料的立方體衛(wèi)星結(jié)構(gòu)熱控一體化設(shè)計。本文主要研究

2、內(nèi)容為:
　　1.研究碳纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能和成型工藝，設(shè)計碳纖維復(fù)合材料立方星承力結(jié)構(gòu);依據(jù)復(fù)合材料層合理論對碳纖維復(fù)合材料的鋪層方案進行設(shè)計，鋪層數(shù)為8層，經(jīng)優(yōu)化后鋪層角度及鋪層順序選為[0，45，90，-45]s。
　　2.完成整星設(shè)計及設(shè)備布局;結(jié)合國內(nèi)外的衛(wèi)星熱設(shè)計經(jīng)驗，基于衛(wèi)星在軌熱狀態(tài)和復(fù)合材料傳熱性能，使用較少的絕熱設(shè)計方法進行被動熱控方案設(shè)計。
　　3.使用NX軟件建立熱分析模型，對軌道外熱流進

3、行計算;隨后進行整星穩(wěn)態(tài)分析以及瞬態(tài)分析，分析結(jié)果表明星上的部件均滿足各自的溫度要求。
　　4.對整星結(jié)構(gòu)進行剛度分析、強度校核以及動態(tài)響應(yīng)分析。通過Hypermesh建立整星有限元模型，使用MSC.Nastran進行靜力分析、模態(tài)分析、正弦激勵頻率響應(yīng)和隨機振動響應(yīng)分析。計算結(jié)果表明結(jié)構(gòu)強度和剛度非常高，驗證了結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。
　　5.為準(zhǔn)備下一步的實驗驗證，根據(jù)立方體衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)要求，依次完成模具設(shè)計、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)一次成