卫星蜂窝夹层板隔热及热变形研究

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1、分类号：V414.6单位代码：10183研究生学号：2015412001密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）卫星蜂窝夹层板隔热及热变形研究ResearchonThermalInsulationandThermalDeformationofASatelliteHoneycombSandwichPlate作者姓名：李浩专业：固体力学研究方向：振动理论及控制指导教师：姚国凤教授培养单位：机械科学与工程学院2018年6月—————————————————————————卫星蜂窝夹层板隔热及热变形研究—————————————————————————Re

2、searchonThermalInsulationandThermalDeformationofASatelliteHoneycombSandwichPlate作者姓名：李浩专业名称：固体力学指导教师：姚国凤教授学位类别：工学硕士答辩日期：2018年6月2日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，

3、是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：李浩日期：2018年6月2日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库

4、》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□√硕士□博士学科专业：固体力学论文题目：卫星蜂窝夹层板隔热及热变形研究作者签名：李浩指导教师签名：姚国凤2018年6月2日作者联系地址（邮编）：吉林大学机械科学与工程学院工程力学系（130022）作者联系电话：15764335305摘要摘要卫星蜂窝夹层板隔热及热变形研究金属蜂窝夹层板是卫星舱外壁的重要组成部分，具有良好的力学性能、降噪吸能及隔热等特点，使其在航天领域被广泛应用，如应用于卫星的被动热防护系统中。金属蜂窝夹层结构由上层、

5、下层面板和中间芯层三部分组成。其中，上、下两面板较薄，主要承受面内包含温度载荷在内的各种载荷；中间芯层是正六棱柱筒状薄壁结构，主要起支撑和隔热作用。由于金属蜂窝夹层板结构的复杂性导致建立有限元模型比较困难，同时为了提高计算效率，需要建立夹层板的热等效模型。本文通过对蜂窝芯子进行相关力学参数等效，建立蜂窝夹层板热等效模型，通过热力学分析结果，验证所建立的蜂窝热等效模型。本文的主要内容如下：（1）从热分析角度确定合理的等效模型参数。基于三明治夹芯板等效理论建立蜂窝夹层板的有限元模型并计算蜂窝芯子的力学等效参数，推导出蜂窝等效芯子在x、y、z三个方向的等效

6、热导系数和等效热膨胀系数。（2）探究蜂窝夹层板几何参数对热传导和热变形效应的影响。计算不同几何参数下蜂窝单胞结构的温度场和位移场变化情况。结果表明蜂窝板的隔热效果主要受到单胞的高度和厚度影响，而热变形主要受到单胞的边长和高度影响。（3）建立并验证金属蜂窝夹层板的热等效模型。分别对详细的夹层板模型和热等效模型进行热传导和热变形分析。对比结果显示两个模型的热传导误差在3%以内，热变形误差不超过6%，所以在一定条件下热等效模型能够替代蜂窝夹层板进行热分析。（4）将热等效模型应用到卫星整星简化模型中，进行热传导分析和热变形分析。分析结果得出负y板和负z板的热

7、防护设施较弱，为确保单机正常工作，可在相应位置安装防护装置；分析结果显示，载荷舱的顶板、载荷舱负z板和载荷舱负y板单机位置结构刚度相对较小，为确保正常工作可在载荷舱的相应位置安装加强筋以提高结构刚度。本文提供了一种简化的蜂窝板热等效模型，可缩短整星的热分析时间。有助于提高整星热力学分析的建模效率和计算效率，缩短卫星的设计周期，同时整星的热力学分析结果为卫星的热设计提供了一定的数据支持。I吉林大学硕士学位论文关键词：金属蜂窝夹层板，热传导，热变形，蜂窝单胞，热等效IIAbstractAbstractResearchonThermalInsulation

8、andThermalDeformationofASatelliteHoneycombSandwichPlat