復(fù)合材料多面體支架設(shè)計(jì)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(diǎn)，為保證其剛強(qiáng)度要求，通常采用高性能鋁合金機(jī)加成型。此種方法結(jié)構(gòu)重量大、工藝復(fù)雜，研制周期長(zhǎng)，制約衛(wèi)星總體研制計(jì)劃。本文以某型號(hào)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(jì)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(jì)與成型技術(shù)研究工作。
　　本文首先通過支架構(gòu)型對(duì)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(duì)2.4mm厚度的支架進(jìn)行了剛強(qiáng)度分析，結(jié)果表明其滿足了剛度要求，但無法滿足強(qiáng)度要求。提出加強(qiáng)梁、局部加強(qiáng)、整體增強(qiáng)三種加強(qiáng)設(shè)計(jì)方案，通過分析計(jì)算后確定采用整體增強(qiáng)方案，完成了復(fù)合材料多面體支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。
　　通過模態(tài)、頻率和隨機(jī)響應(yīng)分析對(duì)復(fù)合材料多面體支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行全面考核，計(jì)算結(jié)果均滿足相關(guān)技術(shù)要求，從理論上驗(yàn)證了多面體支架設(shè)計(jì)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(cè)點(diǎn)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(diǎn)，提出了陽模鋪層、陰模固化的整體成型技術(shù)路線，設(shè)計(jì)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(gè)工作日，滿足相關(guān)技術(shù)要求。對(duì)多面體支架進(jìn)行超聲無損檢測(cè)及力學(xué)性能測(cè)試，驗(yàn)證了多面體支架的成型質(zhì)量。提出了多面體支架振動(dòng)環(huán)境的模擬試驗(yàn)方案，從x、