復(fù)合材料多面體支架設(shè)計與成型技術(shù)研究.pdf

1、衛(wèi)星總裝直屬件通常懸臂安裝在衛(wèi)星外板上，具有承受集中載荷大、外部環(huán)境惡劣的特點，為保證其剛強度要求，通常采用高性能鋁合金機加成型。此種方法結(jié)構(gòu)重量大、工藝復(fù)雜，研制周期長，制約衛(wèi)星總體研制計劃。本文以某型號衛(wèi)星總裝直屬件中的數(shù)傳天線支架研制任務(wù)為背景，以支架結(jié)構(gòu)設(shè)計要求為依據(jù)，展開碳纖維復(fù)合材料多面體支架的設(shè)計與成型技術(shù)研究工作。
　　本文首先通過支架構(gòu)型對比分析，確定使用復(fù)合材料層合板多面體支架構(gòu)型。利用PATRAN/NASTR

2、AN軟件建立多面體支架有限元模型，對2.4mm厚度的支架進行了剛強度分析，結(jié)果表明其滿足了剛度要求，但無法滿足強度要求。提出加強梁、局部加強、整體增強三種加強設(shè)計方案，通過分析計算后確定采用整體增強方案，完成了復(fù)合材料多面體支架結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。
　　通過模態(tài)、頻率和隨機響應(yīng)分析對復(fù)合材料多面體支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行全面考核，計算結(jié)果均滿足相關(guān)技術(shù)要求，從理論上驗證了多面體支架設(shè)計的可行性。多面體支架的分析結(jié)果與鋁合金材質(zhì)支架數(shù)據(jù)相比，固

3、有頻率提高約6Hz，各測點位置x、y、z方向響應(yīng)結(jié)果值均較小。
　　根據(jù)預(yù)浸料成型工藝的基本原理和復(fù)合材料多面體支架的結(jié)構(gòu)特點，提出了陽模鋪層、陰模固化的整體成型技術(shù)路線，設(shè)計了復(fù)合材料多面體支架的成型模具，制備出滿足技術(shù)要求的復(fù)合材料多面體支架。最終支架結(jié)構(gòu)重量2.3kg，制造周期10個工作日，滿足相關(guān)技術(shù)要求。對多面體支架進行超聲無損檢測及力學(xué)性能測試，驗證了多面體支架的成型質(zhì)量。提出了多面體支架振動環(huán)境的模擬試驗方案，從x、