基于碳纤维复合材料的立方体卫星结构热控一体化设计

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景与意义

1．2 立方星结构发展现状

1．3 立卫星热控制技术现状

1．4 本文各部分主要内容

2 CFRP立方星结构热控设计基本理论

2．1 结构热控设计要求

2．1．1 立方星结构热控设计基本原则

2．1．2 立方星结构设计技术要求

2．1．3 立方星热控设计技术要求

2．2 CFRP立方星结构热控技术基础

2．2．1 叠层复合材料设计力学分析

2．2．2 复合材料热导率计算模型

2．3 星体外表面吸收外热流

2．3．1 卫星热平衡分析模型

2．3．2 卫星表面吸收外热流计算

2．4 本章小结

3 CFRP立方星结构热控一体化设计方案

3．1 碳纤维复合材料结构及铺层设计

3．1．1 材料选择

3．1．2 构型设计

3．1．3 碳纤维复合材料结构铺层方案

3．1．4 铺向角及铺层顺序优化

3．2 CFRP立方体卫星外形及设备布局

3．2．1 立方星外形

3．2．2 立方星内部设备及布局

3．3 基于CFRP的立方星热控方案设计

3．3．1 碳纤维／环氧树脂复合材料传热性能

3．3．2 基于CFRP的立方星热控方案

3．4 本章小结

4 整星温度场数值分析

4．1 卫星热分析方法

4．1．1 导热与辐射计算

4．1．2 有限容积法

4．2 热模型建立

4．2．1 网格划分

4．2．2 热分析输入条件

4．2．3 热耦合及热辐射

4．3 整星热状态计算及结果分析

4．3．1 稳态分析结果

4．3．2 相机瞬态温度分析及优化

4．3．3 星体内部设备瞬态温度分析

4．3．4 星体外表面瞬态温度分析

4．4 本章小结

5 结构强度校核与动态响应分析

5．1 建立整星有限元模型

5．1．1 卫星结构模型的简化

5．1．2 有限元模型建立

5．2 整星结构刚度校核

5．2．1 特征值求解模态问题

5．2．2 模态分析结果

5．3 整星结构强度校核

5．4 卫星结构的动态响应分析

5．4．1 频率响应分析

5．4．2 随机响应分析

5．5 本章小结

6 CFRP立方体卫星初样结构

6．1 星体内部结构

6．2 热压罐成型工艺

6．3 复合材料结构成型

6．3．1 模具设计

6．3．2 碳纤维结构件

6．4 结论

7 结论与展望

7．1 工作总结

7．2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和专利

攻读硕士学位期间参加的科学研究情况