空間可展桁架結構的設計與熱分析.pdf

1、浙江大學博士學位論文空間可展桁架結構的設計與熱分析姓名：張淑杰申請學位級別：博士專業(yè)：結構工程指導教師：關富玲2001.6.1空間可艟桁架結構的設計與熱分析浙江大學博士學位論文200I5元和各種形式的膜單元與太陽光線夾角，編制了相應的熱流計算軟件，據(jù)此可方便地計算出入射到這些單元上的太陽熱流。任意軌道上的天線結構都會穿過地球的陰影并受自身陰影的影響7本文根據(jù)地球同步軌道(GEO)和低軌道(LEO)的周期和高度，以及天線結構穿過地球全陰影

2、和半陰影的時間，來確定地球陰影的影響；并對可展天線的自身陰影進行判斷，區(qū)分出水平遮擋構件和非水平遮擋構件，提出了一種計算桿件陰影遮擋系數(shù)(SHAD)的方法。推導出一維兩結點桿單元和二維六結點三角形膜單元瞬態(tài)輻射一導熱微分方程，由微分方程及邊界條件推出每個單元相應的泛函公式，根據(jù)泛函求極值的方法建立求解域內的n階代數(shù)方程組，求出整個天線結構的溫度場。、編制了相應的溫度場計算程序，計算結果表明在整個周期中，天線的溫度場范圍是合理的。溫度發(fā)生

3、明顯變化的時刻發(fā)生在太陽照射極不均勻的時刻(如陰影區(qū)時刻)，故對決定元器件工作溫度范圍，應以此時刻進行考察。當不能完全保證元器中的正常工作溫度時，需采用被動熱控和主動熱控(加電爐)相結合，以保證天線正常工作。對展開天線結構進行熱一結構分析，推導出兩結點桿單元和六結點三角形膜單元在平均溫差作用下的等效結點溫度荷載的矩陣形式。；將宏單元(由桿件和扭簧組成的單元)和膜單元的剛度矩陣集成整個結構的剛度矩陣，并由結構的平衡方程求出整個結構的熱變形

4、和熱應力。計算結果表明無論是熱變形還是熱應力，二者都在所要求的范圍之內，對整個結構的形狀和強度都影響不大。由于軌道上白天和夜晚的交替引起熱量的突然變化，使柔性結構產生熱振動。本文對可展天線結構在軌道上“白天一黑夜”交替時的熱振動現(xiàn)象進行了研究，分析了天線結構由太陽照射邊界到地球陰影區(qū)、以及由地球陰影邊界到太陽照射區(qū)時的熱振動響應。結果表明無論天線結構是由太陽照射邊界進入到陰影區(qū)還是由陰影邊界進入到太陽照射區(qū)，Y方向均不產生熱振動現(xiàn)象，X