考慮復雜空間熱流的復合材料太陽帆板的剛-柔-熱耦合研究.pdf

1、衛(wèi)星在軌運行時，依靠太陽帆板接受到的各種空間熱流發(fā)電提供能量。由于衛(wèi)星長期暴露在太空中，熱輻射會引起太陽帆板振動。衛(wèi)星在姿態(tài)機動過程中，太陽帆板接受到的熱流不斷發(fā)生變化，引起太陽帆板上下表面及內(nèi)部的溫度場不斷改變，太陽帆板內(nèi)部沿厚度方向的溫度梯度也在不斷改變，由熱彈性力學可知，太陽帆板內(nèi)部會產(chǎn)生時變的熱應力，引起太陽帆板的熱變形，由角動量守恒可知，衛(wèi)星中心艙體也會發(fā)生熱擾動，可能導致衛(wèi)星失穩(wěn)甚至失效。
　　本文針對復雜空間熱流作用

2、下的衛(wèi)星-復合材料太陽帆板多體系統(tǒng)進行剛-柔-熱耦合建模。利用角系數(shù)法，根據(jù)空間幾何關系，考慮太陽帆板的熱變形和衛(wèi)星姿態(tài)角的影響，推導了太陽直接輻射熱流、地球紅外輻射熱流與地球反照輻射熱流的計算公式?？紤]復合材料層間溫度相等和傳遞的熱流密度相等的約束條件，對太陽帆板進行空間三方向有限元離散，根據(jù)熱傳導方程的等效積分形式建立了太陽帆板的有限元離散熱傳導方程?？紤]復合材料板的偏軸效應，引入熱彈性應力應變關系，根據(jù)Jourdain速度變分原理