空間可展桁架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與熱分析

1、浙江大學(xué)博士學(xué)位論文空間可展桁架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與熱分析姓名：張淑杰申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)教師：關(guān)富玲2001.6.1空間可艟桁架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與熱分析浙江大學(xué)博士學(xué)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(yīng)的熱流計(jì)算軟件，據(jù)此可方便地計(jì)算出入射到這些單元上的太陽熱流。任意軌道上的天線結(jié)構(gòu)都會(huì)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(jié)構(gòu)穿過地球全陰影

2、和半陰影的時(shí)間，來確定地球陰影的影響；并對(duì)可展天線的自身陰影進(jìn)行判斷，區(qū)分出水平遮擋構(gòu)件和非水平遮擋構(gòu)件，提出了一種計(jì)算桿件陰影遮擋系數(shù)(SHAD)的方法。推導(dǎo)出一維兩結(jié)點(diǎn)桿單元和二維六結(jié)點(diǎn)三角形膜單元瞬態(tài)輻射一導(dǎo)熱微分方程，由微分方程及邊界條件推出每個(gè)單元相應(yīng)的泛函公式，根據(jù)泛函求極值的方法建立求解域內(nèi)的n階代數(shù)方程組，求出整個(gè)天線結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)。、編制了相應(yīng)的溫度場(chǎng)計(jì)算程序，計(jì)算結(jié)果表明在整個(gè)周期中，天線的溫度場(chǎng)范圍是合理的。溫度發(fā)生

3、明顯變化的時(shí)刻發(fā)生在太陽照射極不均勻的時(shí)刻(如陰影區(qū)時(shí)刻)，故對(duì)決定元器件工作溫度范圍，應(yīng)以此時(shí)刻進(jìn)行考察。當(dāng)不能完全保證元器中的正常工作溫度時(shí)，需采用被動(dòng)熱控和主動(dòng)熱控(加電爐)相結(jié)合，以保證天線正常工作。對(duì)展開天線結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱一結(jié)構(gòu)分析，推導(dǎo)出兩結(jié)點(diǎn)桿單元和六結(jié)點(diǎn)三角形膜單元在平均溫差作用下的等效結(jié)點(diǎn)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(gè)結(jié)構(gòu)的剛度矩陣，并由結(jié)構(gòu)的平衡方程求出整個(gè)結(jié)構(gòu)的熱變形

4、和熱應(yīng)力。計(jì)算結(jié)果表明無論是熱變形還是熱應(yīng)力，二者都在所要求的范圍之內(nèi)，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的形狀和強(qiáng)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(jié)構(gòu)產(chǎn)生熱振動(dòng)。本文對(duì)可展天線結(jié)構(gòu)在軌道上“白天一黑夜”交替時(shí)的熱振動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行了研究，分析了天線結(jié)構(gòu)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(shí)的熱振動(dòng)響應(yīng)。結(jié)果表明無論天線結(jié)構(gòu)是由太陽照射邊界進(jìn)入到陰影區(qū)還是由陰影邊界進(jìn)入到太陽照射區(qū)，Y方向均不產(chǎn)生熱振動(dòng)現(xiàn)象，X