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1、桁架式充氣展開(kāi)太陽(yáng)帆板是一種以充氣展開(kāi)支撐管構(gòu)建的桁架結(jié)構(gòu)為展開(kāi)和支撐結(jié)構(gòu)的新型太陽(yáng)帆板,其在軌運(yùn)行時(shí)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(yáng)帆板產(chǎn)生熱變形甚至熱振,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響航天器的正常工作。本文對(duì)桁架式充氣展開(kāi)太陽(yáng)帆板在空間環(huán)境條件下的瞬態(tài)溫度場(chǎng)及熱變形進(jìn)行了研究。
首先,本文對(duì)桁架式充氣展開(kāi)太陽(yáng)帆板的主要支撐部件支撐管的熱變形問(wèn)題進(jìn)行了研究,建立了空間環(huán)境下充氣展開(kāi)支撐管溫度分布模
2、擬試驗(yàn)及變形測(cè)量系統(tǒng),對(duì)其在不同溫度梯度下的熱變形進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究;建立了支撐管熱變形分析有限元模型和分析方法,對(duì)支撐管在不同溫度梯度下的變形進(jìn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果是一致的,驗(yàn)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(kāi)太陽(yáng)帆板在空間環(huán)境條件下的瞬態(tài)溫度場(chǎng)及熱變形。分析結(jié)果表明:太陽(yáng)帆板進(jìn)入日照區(qū)后,帆板溫度隨時(shí)間升高,并
3、在一段時(shí)間后趨于穩(wěn)定值;帆板熱變形隨時(shí)間增大。進(jìn)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(duì)太陽(yáng)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??;熱輻射系數(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??;而隨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(duì)太陽(yáng)帆板熱變形及
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