空间可展开结构的热变形分析

作     者：魏田 

作者单位：西安电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郑飞

授予年度：2012年

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主      题：环肋可展开结构 温度场 热变形 太阳光压 

摘      要：随着航天技术的不断发展，对可展开天线的制造误差和变形的要求越来越严格，因此需要对星载天线在轨热变形进行准确的分析。本文对一种新型的可展开天线——环肋可展开天线的在轨热变形进行了仿真分析。 本文在查阅大量国内外文献的基础上，介绍了研究背景和空间可展天线热分析的研究及发展现状，进而阐述了可展开天线在轨热分析的意义;接着介绍了用热分析软件I-DEAS、ANSYS对星载天线进行分析的相关流程;利用I-DEAS TMG模块，对不同轨道、不同反射器材料进行了分析，并合理选出了用于该环肋天线反射面的材料。 本文利用I-DEAS建立了一口径为30m的环肋可展开天线展开状态下的整体模型，并在该软件的TMG模块中计算了环肋结构在太阳同步轨道上，太阳分别位于春分点、夏至点、秋分点、冬至点时，天线8个周期内的温度场;然后基于有限元分析软件ANSYS，将已得的温度场作为载荷加载到模型上，进行变形场分析;又通过与已有环柱天线的对比分析，发现环肋可展开结构的优劣，为工程中天线的热设计提供了参考。 太阳作为天线在太阳系内飞行时遇到的最大外热源，它直接以辐射能的形式对天线产生压力，进而影响天线的温度场和变形场。本文对环肋可展开结构所受的太阳光压进行了初步分析。 对新型环肋可展开天线在轨热变形的仿真分析，验证了该天线的可行性，预测了其在轨运行时热变形的范围，为进一步的研究工作提供了必要的参考。