模块化空间可展开天线支撑桁架结构的热-结构分析

摘要：

对模块化空间可展开天线支撑桁架结构进行空间热交变环境下的热-结构分析,为天线结构因热致变形影响形面精度和网面稳定性提供合理的防护建议.采用ANSYS APDL有限元软件建立了大口径模块化空间可展开天线支撑结构的精细化数值模型,基于已有试验分别验证了模块化可展开天线结构有限元建模和热分析模型的正确性;分析了在瞬态温度场作用下约束位置等参数对支撑桁架弦杆及拉索应力的影响和热致变形规律.研究结果表明:空间可展开天线结构的应力和变形随时间历程发展与瞬态温度场变化趋势基本一致;同一瞬态温度场下,天线结构中心模块拉索热应力最大,同圈模块的弦杆热应力幅值基本相同,其上弦杆热应力逐圈增大,而拉索热应力逐圈减小;天线结构热致变形在距离约束最远端处整体累计值最大,上层中心点处累计热致变形可达15mm左右,对天线形面精度的影响不可忽略;将天线支撑桁架结构最外侧且距离结构中心最近的模块顶角和与相邻模块竖杆拼接处作为星载天线伸展臂约束时,天线结构的热致变形最小.将该处作为模块化空间可展开天线的展开支点,并建议对天线支撑结构表面采用涂刷隔热防护复合材料涂层等防护措施,以增加天线结构在太空极端环境的适应性,从而减小温度交变对天线整体形变和网面精度的影响.

关键词：空间可展开天线、支撑桁架结构、瞬态温度、热应力、热致变形

所属期刊栏目：42

分类号：V414(基础理论及试验)

资助基金：国家自然科学基金;辽宁省教育厅面上项目

在线出版日期：2022-09-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：78-90