太陽翼基板側(cè)埋件熱變形分析

張躍峰 周琳贇 沈 輝 肖海剛 張萌根 梁旭豪 劉立志

太陽翼基板側(cè)埋件熱變形分析

張躍峰 周琳贇 沈 輝 肖海剛 張萌根 梁旭豪 劉立志

（上海復(fù)合材料科技有限公司，上海 201112）

以某型號碳纖維/鋁蜂窩太陽翼基板的金屬埋件安裝結(jié)構(gòu)為研究對象，通過建立碳纖維/鋁蜂窩太陽翼基板模型，采用有限元分析方法仿真金屬埋件部位在高低溫交變條件下的熱應(yīng)力和熱應(yīng)變，分析金屬埋件部位的受力情況。通過開展試驗(yàn)，驗(yàn)證仿真分析的正確性，為后續(xù)新產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝控制提供數(shù)據(jù)支撐。

碳纖維/鋁蜂窩；太陽翼基板；熱應(yīng)力；熱應(yīng)變

1 引言

碳纖維/鋁蜂窩復(fù)合材料以其較高的比強(qiáng)度、比剛度大、重量輕、隔熱抗振、較好的抗疲勞特性等優(yōu)異性能，在航天器艙板結(jié)構(gòu)、設(shè)備支架、太陽翼基板等方面得到廣泛應(yīng)用[1～4]。而采用碳纖維-鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的太陽翼剛性基板因其結(jié)構(gòu)較為簡單，工藝較為成熟，目前已廣泛使用在衛(wèi)星中[5]。作為衛(wèi)星上的艙外零件，直接遭受著來自空間的高輻射、低真空、溫度等環(huán)境因素的影響，其極限工作溫度范圍可至-160～+125℃[6]，惡劣的工作溫度對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料都提出極高要求，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)生復(fù)雜影響。

丁延衛(wèi)[5]以某衛(wèi)星的碳纖維/鋁蜂窩太陽翼基板為對象，研究了高溫和低溫狀態(tài)下太陽翼基板的熱變形；單慶布[7]研究了全炭纖維復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的熱變形及靜力變形；而針對蜂窩夾層結(jié)構(gòu)局部的研究相對較少。

圖1 側(cè)埋件結(jié)構(gòu)圖