空間環(huán)境下星載轉(zhuǎn)臺的熱結構力學分析.pdf

1、星載機構在宇宙空間運行，工作期間要承受復雜輻射環(huán)境的影響，并周期性的進入地球日照區(qū)及陰影區(qū)。在這種條件下，星載機構超過許用范圍的極限溫度或溫度波動會影響其內(nèi)部儀器設備的正常工作。并且，非均勻的溫度場及材料熱物理性質(zhì)的差異必然導致熱應力及熱變形的產(chǎn)生。因此，為了得到空間環(huán)境對星載二軸轉(zhuǎn)臺的綜合熱影響，本文采用有限元方法對其進行了熱耦合場的分析。
　　首先，本文在總結熱結構力學有限元分析理論的基礎上計算了星載二軸轉(zhuǎn)臺所受各種熱輻射載荷

2、，并以等效熱流密度的形式將其加載到星載二軸轉(zhuǎn)臺的受載面上。經(jīng)過求解，本文得到了星載二軸轉(zhuǎn)臺在軌運行期間的溫度極值及溫度場分布云圖，跟蹤了星載二軸轉(zhuǎn)臺五處關鍵位置在一周期內(nèi)的溫度變化，并對所得溫度場及溫度變化曲線進行了分析。
　　其次，以熱分析結果作為結構分析的初始條件對星載二軸轉(zhuǎn)臺進行了熱-結構耦合分析，得到了轉(zhuǎn)臺結構在軌運行期間的熱應力及熱變形極值，跟蹤了星載二軸轉(zhuǎn)臺五處關鍵位置在一周期內(nèi)熱應力及熱變形的變化，對熱應力和熱變形等

3、值云圖及其變化趨勢曲線進行了分析。此外，由于星載二軸轉(zhuǎn)臺經(jīng)歷循環(huán)熱載荷的作用，本文對其進行了疲勞壽命校核分析。通過熱-結構耦合分析，得到了星載二軸轉(zhuǎn)臺的結構綜合熱響應結果。
　　最后，建立了一種用于熱輻射分析的空間點光源輻射模型，給出了模型理論和模型參數(shù)。通過對簡單圓筒結構分別應用等效熱流密度加載模型和空間點光源輻射模型進行熱分析，驗證了空間點光源輻射模型的有效性。既而，使用空間點光源輻射模型對星載二軸轉(zhuǎn)臺進行了二次熱分析。通過對