星載天線掃描機(jī)構(gòu)熱控分析及優(yōu)化研究.pdf

1、隨著空間科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，星載天線的需求量與日俱增，其技術(shù)性能要求也越來越高。衛(wèi)星在發(fā)射期間，要承受由于起飛、級(jí)間分離、二次點(diǎn)火、關(guān)機(jī)等各種操作引起的振動(dòng)、沖擊、噪聲和熱環(huán)境等動(dòng)力學(xué)載荷，如果剛度或強(qiáng)度不滿足要求，部件會(huì)受到損壞，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致衛(wèi)星發(fā)射失?。涣硪环矫?，衛(wèi)星在軌運(yùn)行期間要經(jīng)受長期的冷熱交變的周期環(huán)境，熱載荷作用將引起天線高低溫劇烈變化，波動(dòng)幅度可達(dá)±200℃，而較大的溫度梯度會(huì)引起對溫度較敏感的天線等元件的變形，進(jìn)而影響

2、其性能。因此，在設(shè)計(jì)階段對其進(jìn)行仿真研究與優(yōu)化改進(jìn)至關(guān)重要。
　　 論文采用近年來廣泛應(yīng)用的有限元方法對機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真計(jì)算。內(nèi)容主要包括三大部分：天線掃描機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真分析、天線掃描機(jī)構(gòu)熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及優(yōu)化、天線掃描機(jī)構(gòu)熱性能仿真分析。
　　 在衛(wèi)星發(fā)射階段對機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析，以保證發(fā)射時(shí)機(jī)構(gòu)在沖擊振動(dòng)環(huán)境下的穩(wěn)定性。論文建立了天線掃描機(jī)構(gòu)的有限元模型，使用ANSYS軟件對機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析，得到機(jī)構(gòu)各部件在衛(wèi)星發(fā)

3、射力學(xué)環(huán)境條件下的應(yīng)力、應(yīng)變、加速度等響應(yīng)情況，為機(jī)構(gòu)順利通過試驗(yàn)提供理論依據(jù)與設(shè)計(jì)指導(dǎo)。
　　 采取被動(dòng)防控措施對天線掃描機(jī)構(gòu)進(jìn)行熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保證衛(wèi)星在軌運(yùn)行階段天線掃描機(jī)構(gòu)各部件的溫度在允許范圍之內(nèi)，防止部件工作受到影響或遭受損壞。同時(shí)使用I-DEAS TMG模塊對空間軌道環(huán)境下機(jī)構(gòu)熱性能進(jìn)行仿真模擬，預(yù)測機(jī)構(gòu)在軌運(yùn)行時(shí)各部件的溫度變化與溫度分布，計(jì)算結(jié)果作為設(shè)計(jì)依據(jù)對熱控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化從而得到最優(yōu)方案。
　　 對在