考慮復(fù)雜空間熱流的復(fù)合材料太陽帆板的剛-柔-熱耦合研究.pdf

1、衛(wèi)星在軌運(yùn)行時(shí)，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(zhǎng)期暴露在太空中，熱輻射會(huì)引起太陽帆板振動(dòng)。衛(wèi)星在姿態(tài)機(jī)動(dòng)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(chǎng)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(xué)可知，太陽帆板內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生時(shí)變的熱應(yīng)力，引起太陽帆板的熱變形，由角動(dòng)量守恒可知，衛(wèi)星中心艙體也會(huì)發(fā)生熱擾動(dòng)，可能導(dǎo)致衛(wèi)星失穩(wěn)甚至失效。
　　本文針對(duì)復(fù)雜空間熱流作用

2、下的衛(wèi)星-復(fù)合材料太陽帆板多體系統(tǒng)進(jìn)行剛-柔-熱耦合建模。利用角系數(shù)法，根據(jù)空間幾何關(guān)系，考慮太陽帆板的熱變形和衛(wèi)星姿態(tài)角的影響，推導(dǎo)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(jì)算公式?？紤]復(fù)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(duì)太陽帆板進(jìn)行空間三方向有限元離散，根據(jù)熱傳導(dǎo)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(dǎo)方程?？紤]復(fù)合材料板的偏軸效應(yīng)，引入熱彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，根據(jù)Jourdain速度變分原理