基于碳纤维复合材料的立方体卫星结构热控一体化设计
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 1 绪论 | 第9-16页 |
| 1.1 课题研究背景与意义 | 第9-11页 |
| 1.2 立方星结构发展现状 | 第11-13页 |
| 1.3 立卫星热控制技术现状 | 第13-14页 |
| 1.4 本文各部分主要内容 | 第14-16页 |
| 2 CFRP立方星结构热控设计基本理论 | 第16-33页 |
| 2.1 结构热控设计要求 | 第16-21页 |
| 2.1.1 立方星结构热控设计基本原则 | 第16-18页 |
| 2.1.2 立方星结构设计技术要求 | 第18-20页 |
| 2.1.3 立方星热控设计技术要求 | 第20-21页 |
| 2.2 CFRP立方星结构热控技术基础 | 第21-26页 |
| 2.2.1 叠层复合材料设计力学分析 | 第21-24页 |
| 2.2.2 复合材料热导率计算模型 | 第24-26页 |
| 2.3 星体外表面吸收外热流 | 第26-32页 |
| 2.3.1 卫星热平衡分析模型 | 第26-28页 |
| 2.3.2 卫星表面吸收外热流计算 | 第28-32页 |
| 2.4 本章小结 | 第32-33页 |
| 3 CFRP立方星结构热控一体化设计方案 | 第33-43页 |
| 3.1 碳纤维复合材料结构及铺层设计 | 第33-36页 |
| 3.1.1 材料选择 | 第33-34页 |
| 3.1.2 构型设计 | 第34-35页 |
| 3.1.3 碳纤维复合材料结构铺层方案 | 第35页 |
| 3.1.4 铺向角及铺层顺序优化 | 第35-36页 |
| 3.2 CFRP立方体卫星外形及设备布局 | 第36-39页 |
| 3.2.1 立方星外形 | 第36-37页 |
| 3.2.2 立方星内部设备及布局 | 第37-39页 |
| 3.3 基于CFRP的立方星热控方案设计 | 第39-42页 |
| 3.3.1 碳纤维/环氧树脂复合材料传热性能 | 第39-40页 |
| 3.3.2 基于CFRP的立方星热控方案 | 第40-42页 |
| 3.4 本章小结 | 第42-43页 |
| 4 整星温度场数值分析 | 第43-58页 |
| 4.1 卫星热分析方法 | 第43-46页 |
| 4.1.1 导热与辐射计算 | 第43-45页 |
| 4.1.2 有限容积法 | 第45-46页 |
| 4.2 热模型建立 | 第46-51页 |
| 4.2.1 网格划分 | 第46-47页 |
| 4.2.2 热分析输入条件 | 第47-50页 |
| 4.2.3 热耦合及热辐射 | 第50-51页 |
| 4.3 整星热状态计算及结果分析 | 第51-57页 |
| 4.3.1 稳态分析结果 | 第51-53页 |
| 4.3.2 相机瞬态温度分析及优化 | 第53-54页 |
| 4.3.3 星体内部设备瞬态温度分析 | 第54-56页 |
| 4.3.4 星体外表面瞬态温度分析 | 第56-57页 |
| 4.4 本章小结 | 第57-58页 |
| 5 结构强度校核与动态响应分析 | 第58-72页 |
| 5.1 建立整星有限元模型 | 第58-60页 |
| 5.1.1 卫星结构模型的简化 | 第58-59页 |
| 5.1.2 有限元模型建立 | 第59-60页 |
| 5.2 整星结构刚度校核 | 第60-63页 |
| 5.2.1 特征值求解模态问题 | 第60-61页 |
| 5.2.2 模态分析结果 | 第61-63页 |
| 5.3 整星结构强度校核 | 第63-66页 |
| 5.4 卫星结构的动态响应分析 | 第66-71页 |
| 5.4.1 频率响应分析 | 第66-69页 |
| 5.4.2 随机响应分析 | 第69-71页 |
| 5.5 本章小结 | 第71-72页 |
| 6 CFRP立方体卫星初样结构 | 第72-77页 |
| 6.1 星体内部结构 | 第72-73页 |
| 6.2 热压罐成型工艺 | 第73页 |
| 6.3 复合材料结构成型 | 第73-76页 |
| 6.3.1 模具设计 | 第73-75页 |
| 6.3.2 碳纤维结构件 | 第75-76页 |
| 6.4 结论 | 第76-77页 |
| 7 结论与展望 | 第77-79页 |
| 7.1 工作总结 | 第77-78页 |
| 7.2 工作展望 | 第78-79页 |
| 致谢 | 第79-80页 |
| 参考文献 | 第80-84页 |
| 附录 | 第84页 |
