天巡一號微小衛(wèi)星正樣星結(jié)構(gòu)設(shè)計與力學(xué)環(huán)境試驗研究.pdf

1、微小衛(wèi)星由于具有體積小、重量輕、研制周期短、成本低、功能密度大、發(fā)射方式靈活等大型衛(wèi)星難以比擬的優(yōu)點，已在全世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展起來，微小衛(wèi)星的發(fā)展是國際航天技術(shù)和空間技術(shù)的一場劃時代的革命，也是我國航天事業(yè)面臨的新的機遇和挑戰(zhàn)。在此背景下，南京航空航天大學(xué)自籌資金，開展天巡一號(TX-1)結(jié)構(gòu)隱身微小衛(wèi)星的研制工作，本文以TX-1正樣星結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)的研制為切入點，對衛(wèi)星正樣結(jié)構(gòu)的材料力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計以及力學(xué)環(huán)境試驗進行了研究。主要工

2、作包括：
　　1．對衛(wèi)星結(jié)構(gòu)設(shè)計中常用的鋁蜂窩夾層板的平面壓縮性能和彎曲性能進行了試驗研究，對影響蜂窩板力學(xué)性能的三個因素（面板厚度、芯層厚度、蜂窩規(guī)格）進行了對比分析；研究蜂窩板在有限元建模中的簡化方法，對比分析三種等效理論，確定了適合TX-1微小衛(wèi)星有限元建模的等效方法。
　　2．分析初樣解鎖分離裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，結(jié)合TX-1正樣星構(gòu)型修改要求以及初樣星力學(xué)試驗結(jié)論，利用有限元仿真和靈敏度分析理論，完成正樣解鎖分離裝置的

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計，并通過靜力試驗驗證正樣解鎖分離裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。
　　3．在正樣解鎖分離裝置有限元模型的基礎(chǔ)上對主承力結(jié)構(gòu)進行有限元建模，完成整星的有限元模型。以整星剛度為約束條件，利用Nastran軟件提供的三種優(yōu)化算法對主承力結(jié)構(gòu)各部件的尺寸參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計，對比分析三種優(yōu)化算法的優(yōu)化結(jié)果，確定主承力結(jié)構(gòu)最終的優(yōu)化方案。
　　4．利用Patran&Nastran軟件對優(yōu)化后的衛(wèi)星結(jié)構(gòu)進行靜力分析、頻率響應(yīng)分析和隨機響應(yīng)分析