桁架式充氣展開太陽帆板熱分析.pdf

1、桁架式充氣展開太陽帆板是一種以充氣展開支撐管構(gòu)建的桁架結(jié)構(gòu)為展開和支撐結(jié)構(gòu)的新型太陽帆板，其在軌運行時要周期性地經(jīng)歷日照區(qū)和地球陰影區(qū)，引起結(jié)構(gòu)溫度的梯度分布和周期性變化，使得太陽帆板產(chǎn)生熱變形甚至熱振，嚴重時會影響航天器的正常工作。本文對桁架式充氣展開太陽帆板在空間環(huán)境條件下的瞬態(tài)溫度場及熱變形進行了研究。
　　首先，本文對桁架式充氣展開太陽帆板的主要支撐部件支撐管的熱變形問題進行了研究，建立了空間環(huán)境下充氣展開支撐管溫度分布模

2、擬試驗及變形測量系統(tǒng)，對其在不同溫度梯度下的熱變形進行了實驗研究；建立了支撐管熱變形分析有限元模型和分析方法，對支撐管在不同溫度梯度下的變形進行了分析。得到了支撐管在不同溫度分布情況下的變形規(guī)律，結(jié)果表明有限元分析結(jié)果和實驗結(jié)果是一致的，驗證了本文所采用熱變形分析方法的正確性。
　　其次，采用相同的有限元方法分析了桁架式充氣展開太陽帆板在空間環(huán)境條件下的瞬態(tài)溫度場及熱變形。分析結(jié)果表明：太陽帆板進入日照區(qū)后，帆板溫度隨時間升高，并

3、在一段時間后趨于穩(wěn)定值；帆板熱變形隨時間增大。進入陰影區(qū)后，帆板各部分溫度一直逐漸降低，其熱變形也逐漸減小。
　　分析了支撐管材料參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸對太陽帆板整體溫度分布的影響，結(jié)果表明：支撐管材料熱傳導(dǎo)系數(shù)增大，沿管周向溫度梯度減?。粺彷椛湎禂?shù)增加，管的溫度極值減小。隨著支撐管壁厚的增大，沿管周向的溫度梯度減?。欢S著支撐管直徑的增大，沿管周向的溫度梯度增加。
　　分析了支撐管不同材料參數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸和結(jié)構(gòu)形式對太陽帆板熱變形及