復合材料多面體支架設計與成型技術研究.pdf

1、衛(wèi)星總裝直屬件通常懸臂安裝在衛(wèi)星外板上，具有承受集中載荷大、外部環(huán)境惡劣的特點，為保證其剛強度要求，通常采用高性能鋁合金機加成型。此種方法結構重量大、工藝復雜，研制周期長，制約衛(wèi)星總體研制計劃。本文以某型號衛(wèi)星總裝直屬件中的數(shù)傳天線支架研制任務為背景，以支架結構設計要求為依據(jù)，展開碳纖維復合材料多面體支架的設計與成型技術研究工作。
　　本文首先通過支架構型對比分析，確定使用復合材料層合板多面體支架構型。利用PATRAN/NASTR

2、AN軟件建立多面體支架有限元模型，對2.4mm厚度的支架進行了剛強度分析，結果表明其滿足了剛度要求，但無法滿足強度要求。提出加強梁、局部加強、整體增強三種加強設計方案，通過分析計算后確定采用整體增強方案，完成了復合材料多面體支架結構設計工作。
　　通過模態(tài)、頻率和隨機響應分析對復合材料多面體支架的結構設計進行全面考核，計算結果均滿足相關技術要求，從理論上驗證了多面體支架設計的可行性。多面體支架的分析結果與鋁合金材質支架數(shù)據(jù)相比，固

3、有頻率提高約6Hz，各測點位置x、y、z方向響應結果值均較小。
　　根據(jù)預浸料成型工藝的基本原理和復合材料多面體支架的結構特點，提出了陽模鋪層、陰模固化的整體成型技術路線，設計了復合材料多面體支架的成型模具，制備出滿足技術要求的復合材料多面體支架。最終支架結構重量2.3kg，制造周期10個工作日，滿足相關技術要求。對多面體支架進行超聲無損檢測及力學性能測試，驗證了多面體支架的成型質量。提出了多面體支架振動環(huán)境的模擬試驗方案，從x、