基于碳纖維復合材料的立方體衛(wèi)星結構熱控一體化設計.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注，但立方體衛(wèi)星的高度集成化、模塊化設計對于結構熱控系統(tǒng)提出了更高要求。降低結構質(zhì)量、提高結構強度、增加有效載荷比重是結構分系統(tǒng)設計的關鍵;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)的碳纖維復合材料代替鋁合金材料，進行基于碳纖維復合材料的立方體衛(wèi)星結構熱控一體化設計。本文主要研究

2、內(nèi)容為:
　　1.研究碳纖維復合材料的結構力學性能和成型工藝，設計碳纖維復合材料立方星承力結構;依據(jù)復合材料層合理論對碳纖維復合材料的鋪層方案進行設計，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.完成整星設計及設備布局;結合國內(nèi)外的衛(wèi)星熱設計經(jīng)驗，基于衛(wèi)星在軌熱狀態(tài)和復合材料傳熱性能，使用較少的絕熱設計方法進行被動熱控方案設計。
　　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，分析結果表明星上的部件均滿足各自的溫度要求。
　　4.對整星結構進行剛度分析、強度校核以及動態(tài)響應分析。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、正弦激勵頻率響應和隨機振動響應分析。計算結果表明結構強度和剛度非常高，驗證了結構設計的合理性。
　　5.為準備下一步的實驗驗證，根據(jù)立方體衛(wèi)星的結構要求，依次完成模具設計、復合材料結構一次成