模块化空间可展开天线支撑桁架结构的热-结构分析

对空间热交变环境下模块化空间可展开天线支撑桁架结构的热结构分析进行了研究，为天线结构因热变形影响天线形状精度和网格稳定性提供合理的防护建议。利用ANSYSAPDL有限元软件，建立了大口径模块化空间可展开天线支撑结构的精确数值模型。在已有实验的基础上，分别验证了模块化可展开天线结构有限元建模和热分析模型的正确性。分析了约束位置等参数对支撑桁架弦杆和拉索在瞬态温度场作用下的应力和热变形的影响。结果表明，空间可展开天线结构的应力和变形时程与瞬态温度场的变化趋势基本一致。在相同的瞬态温度场下，天线结构的中心模块在拉索热应力最大，同一圆模块的弦在热应力和幅值基本相同，逐圈增大，拉索热应力逐圈减小。天线结构的整体热变形累积值在距离约束的最远端最大，上中心点的累积热变形可达15mm左右，不可忽略。当天线支撑桁架结构最外侧、最靠近结构中心的模块顶角以及与相邻模块垂直杆的接头被约束为卫星天线的延伸臂时，天线结构的热变形最小。以此为模块化空间可展开天线的展开支点，建议在天线支撑结构表面喷涂隔热保护复合涂层等防护措施，以提高天线结构在空间极端环境中的适应性，以减少温度变化对天线整体形状和网格精度的影响。