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《哈尔滨工业大学》 2007年
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复合材料桁架结构热变形分析

闫照明  
【摘要】: 碳纤维增强复合材料以其轻质高强、耐高温、耐腐蚀、热力学性能优良等特点备受瞩目。随着卫星技术的发展,碳纤维复合材料桁架式结构越来越多地应用到卫星结构中。桁架式结构具有形式简单、载荷分配合理、局部强度高、易于安装和拆卸的特点,尤其是其通用性及组合性好,可根据不同构型进行组合,应用前景非常广泛。但是以复合材料桁架结构作为卫星主结构的卫星平台在我国还是不成熟的。由于金属与复合材料热膨胀系数存在的差异,卫星在温度变化显著的环境中运行时,容易产生变形。卫星结构不同于民用产品,它受重量、热变形等指标的严格限制,对结构的安装精度、热变形等要求都很高,因此开展卫星用复合材料桁架结构的热变形分析,通过改变其设计变量,来控制其热变形的研究是很有必要的。 本文研究卫星用的桁架结构,采用先进复合材料代替传统的金属材料,其中,桁架结构的接头采用金属基复合材料,连接杆件采用碳纤维缠绕复合材料,运用有限元方法进行温度载荷下的热变形性能分析。首先,讨论了复合材料杆件的缠绕角度、铺层层数、单层厚度对桁架结构热变形的影响。其次,通过改变复合材料杆件的缠绕角度,分析复合材料桁架结构的热变形,确立了复合材料桁架结构热变形较小的复合材料杆件的缠绕方案。最后,根据有关理论分析的方法,把杆件中缺陷或损伤的存在等效为杆件的刚度衰减,通过分析不同位置处复合材料杆件的刚度衰减对桁架结构热变形的影响来实现分析不同位置处杆件的缺陷或损伤的存在对桁架结构热变形的影响,给出复合材料桁架结构热变形随杆件刚度降低的变化规律,结果表明复合材料杆件的刚度衰减对复合材料桁架结构热变形的影响较大。这些结论可以为复合材料桁架结构的设计及实际应用提供可靠的参考依据。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:V257

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国期刊全文数据库 前10条
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