空間環(huán)境下星載轉(zhuǎn)臺(tái)的熱結(jié)構(gòu)力學(xué)分析.pdf

1、星載機(jī)構(gòu)在宇宙空間運(yùn)行，工作期間要承受復(fù)雜輻射環(huán)境的影響，并周期性的進(jìn)入地球日照區(qū)及陰影區(qū)。在這種條件下，星載機(jī)構(gòu)超過(guò)許用范圍的極限溫度或溫度波動(dòng)會(huì)影響其內(nèi)部?jī)x器設(shè)備的正常工作。并且，非均勻的溫度場(chǎng)及材料熱物理性質(zhì)的差異必然導(dǎo)致熱應(yīng)力及熱變形的產(chǎn)生。因此，為了得到空間環(huán)境對(duì)星載二軸轉(zhuǎn)臺(tái)的綜合熱影響，本文采用有限元方法對(duì)其進(jìn)行了熱耦合場(chǎng)的分析。
　　首先，本文在總結(jié)熱結(jié)構(gòu)力學(xué)有限元分析理論的基礎(chǔ)上計(jì)算了星載二軸轉(zhuǎn)臺(tái)所受各種熱輻射載荷

2、，并以等效熱流密度的形式將其加載到星載二軸轉(zhuǎn)臺(tái)的受載面上。經(jīng)過(guò)求解，本文得到了星載二軸轉(zhuǎn)臺(tái)在軌運(yùn)行期間的溫度極值及溫度場(chǎng)分布云圖，跟蹤了星載二軸轉(zhuǎn)臺(tái)五處關(guān)鍵位置在一周期內(nèi)的溫度變化，并對(duì)所得溫度場(chǎng)及溫度變化曲線進(jìn)行了分析。
　　其次，以熱分析結(jié)果作為結(jié)構(gòu)分析的初始條件對(duì)星載二軸轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行了熱-結(jié)構(gòu)耦合分析，得到了轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)在軌運(yùn)行期間的熱應(yīng)力及熱變形極值，跟蹤了星載二軸轉(zhuǎn)臺(tái)五處關(guān)鍵位置在一周期內(nèi)熱應(yīng)力及熱變形的變化，對(duì)熱應(yīng)力和熱變形等

3、值云圖及其變化趨勢(shì)曲線進(jìn)行了分析。此外，由于星載二軸轉(zhuǎn)臺(tái)經(jīng)歷循環(huán)熱載荷的作用，本文對(duì)其進(jìn)行了疲勞壽命校核分析。通過(guò)熱-結(jié)構(gòu)耦合分析，得到了星載二軸轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)綜合熱響應(yīng)結(jié)果。
　　最后，建立了一種用于熱輻射分析的空間點(diǎn)光源輻射模型，給出了模型理論和模型參數(shù)。通過(guò)對(duì)簡(jiǎn)單圓筒結(jié)構(gòu)分別應(yīng)用等效熱流密度加載模型和空間點(diǎn)光源輻射模型進(jìn)行熱分析，驗(yàn)證了空間點(diǎn)光源輻射模型的有效性。既而，使用空間點(diǎn)光源輻射模型對(duì)星載二軸轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行了二次熱分析。通過(guò)對(duì)