摘要：针对卫星用复合材料桁架结构,提出一种多级优化设计方法,对复合材料桁架结构的空间构型、几何参数以及材料铺层角度开展协同优化设计。该方法能够在缩减优化问题求解规模,提高解算精度的同时,获得兼顾结构刚度、强度、稳定性、质量以及在轨热变形的综合最优结果。最终通过工程算例,验证了文中提出优化设计方法的有效性。

摘要：采用激光选区熔化技术制造了不同单元结构尺寸(1~6 mm)、孔隙率(40%~80%)的拓扑优化多孔阵列结构,研究了单元结构尺寸对其压缩形变规律和弹性性能的影响。结果表明,多孔阵列结构的抗压强度、弹性模量均与单元结构尺寸成反比,抗压强度在126~199 MPa,弹性模量在3.5~55.47 GPa;压缩应力-应变曲线与单元结构尺寸有关,分别遵循弹性、弹脆性和脆性多孔材料3种应力应变规律;通过数值模拟多孔阵列结构的压缩形变过程,解释了2种45°断裂带的成因,力学性能与实验结果基本吻合;利用Gibson-Ashby模型评价多孔结构的稳定性,稳定性参数C与单元结构尺寸成反比;给出Gibson-Ashby拟合方程,特征参数n随单元结构尺寸增加而增大;建立了单元结构尺寸、相对密度和相对弹性模量的三维曲面数学模型,提出骨植入体的设计区域。

摘要：新材料、新工艺的不断进步和变革是卫星结构技术发展的基础和保障,结构技术的发展方向与需求又是新材料、新工艺发展的源动力。本文从设计角度出发,根据后续卫星型号发展趋势,梳理了结构专业技术的重点发展方向,提出了后续新型复合材料的应用需求。

摘要：为了进一步降低卫星结构质量,采用镁合金替代铝合金成为新一代蜂窝结构蒙皮。基于Reissner剪切理论,探究蜂窝结构蒙皮材料变化对单板力学性能的影响。基于PatranNastran软件分析并对比了使用铝合金和镁合金蒙皮蜂窝板结构的典型卫星平台的力学性能。由于余量较大,提出减小面板厚度使结构进一步减重的可能性。试验结果显示,卫星在符合设计标准情况下最高减重达30.7%,因此镁合金蒙皮蜂窝结构值得在卫星中推广使用。

摘要：针对大口径高分辨率相机对卫星平台结构、安装包络、振动环境等方面的要求,提出了一种基于微振动隔离技术的平台载荷一体化设计与分析方法。通过在卫星平台与载荷安装基板之间的一体化结构中增加柔性连接单元,利用系统刚度和能量耦合的原理对一体化结构平台的系统性能进行设计和仿真分析,并在此基础上,开展了平台载荷一体化结构地面模拟试验研究。结果表明:文章提出的基于微振动隔离技术的平台载荷一体化设计在满足载荷安装要求的同时,还能够将卫星平台传递至载荷基板的振动响应衰减80%以上,从而有效地确保载荷的主要性能。