隨著人類太空活動(dòng)的日益增多,對(duì)大功率、低成本的大型空間太陽(yáng)電池陣的需求隨之不斷增加,為了適應(yīng)空間任務(wù)的需求,亟需研究新型太陽(yáng)電池陣技術(shù)。卷軸式薄膜太陽(yáng)電池陣作為一種新型結(jié)構(gòu),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)方便、收納比高等優(yōu)點(diǎn),在深空探測(cè)及近地小行星探測(cè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。國(guó)外對(duì)于卷軸式薄膜太陽(yáng)電池陣的研究已經(jīng)較為深入,成功實(shí)現(xiàn)了相關(guān)技術(shù)的突破與在軌驗(yàn)證。國(guó)內(nèi)在卷軸式薄膜太陽(yáng)電池陣的研究設(shè)計(jì)尚停留在方案設(shè)計(jì)階段,與國(guó)際先進(jìn)水平存在著一定的差距,因此相關(guān)方面的研究工作亟需展開(kāi)。本文對(duì)一種新型環(huán)氧形狀記憶聚合物基復(fù)合材料（Shape Memory Polymer Composite,SMPC）展開(kāi)分析,采用熱真空袋成型的工藝進(jìn)行制備,通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)測(cè)試表征了其基本力學(xué)性能,包括動(dòng)態(tài)熱力學(xué)性能、靜態(tài)力學(xué)性能及高低溫環(huán)境下的材料力學(xué)性能�；诮�(jīng)典層合板理論推導(dǎo)了SMPC的剛度矩陣。利用SMPC材料研制薄膜太陽(yáng)電池陣展開(kāi)機(jī)構(gòu)的核心元件——形狀記憶伸桿,明確了SMPC伸桿的工作原理�；谌S梁理論建立了伸桿結(jié)構(gòu)展開(kāi)狀態(tài)的抗彎剛度數(shù)學(xué)模型,利用有限元仿真的方法對(duì)抗彎剛度的理論模型進(jìn)行驗(yàn)證,確保其準(zhǔn)確性,分析了... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Hubble太空望遠(yuǎn)鏡及其太陽(yáng)電池陣[2,6]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-3-體系結(jié)構(gòu)，每個(gè)模塊由支撐框架、滾軸、末端撐桿、鉸鏈等組成，整體剛性較好，模塊之間由一個(gè)短連接架連接，單個(gè)模塊的展開(kāi)面積達(dá)到109m2。HPSA可根據(jù)功率、質(zhì)量、比功率、剛度以及成本來(lái)調(diào)整模塊的數(shù)量以實(shí)現(xiàn)不同的結(jié)構(gòu)配置，其最大的機(jī)械配置可達(dá)10模塊，產(chǎn)生的功率達(dá)130kW，比功率為300W/kg。HPSA的展開(kāi)分多級(jí)，如圖1-3所示，首先，連接架和多個(gè)模塊由折疊形式逐步展開(kāi)成一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的剛性管狀結(jié)構(gòu)，從而組成展開(kāi)式太陽(yáng)電池陣的剛性結(jié)構(gòu)脊骨；隨后，各個(gè)模塊的太陽(yáng)毯在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下向兩側(cè)展開(kāi)；最終薄膜太陽(yáng)毯通過(guò)張拉裝置被拉緊在精確的位置。太陽(yáng)電池陣模塊結(jié)構(gòu)脊骨航天器圖1-2Boeing公司HPSA太陽(yáng)電池陣（10模塊）[9]a）收攏狀態(tài)b）主結(jié)構(gòu)的展開(kāi)c）主結(jié)構(gòu)的鎖定d)模塊單元的展開(kāi)圖1-3HPSA在軌展開(kāi)過(guò)程示意圖（3模塊）[9]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-3-體系結(jié)構(gòu)，每個(gè)模塊由支撐框架、滾軸、末端撐桿、鉸鏈等組成，整體剛性較好，模塊之間由一個(gè)短連接架連接，單個(gè)模塊的展開(kāi)面積達(dá)到109m2。HPSA可根據(jù)功率、質(zhì)量、比功率、剛度以及成本來(lái)調(diào)整模塊的數(shù)量以實(shí)現(xiàn)不同的結(jié)構(gòu)配置，其最大的機(jī)械配置可達(dá)10模塊，產(chǎn)生的功率達(dá)130kW，比功率為300W/kg。HPSA的展開(kāi)分多級(jí)，如圖1-3所示，首先，連接架和多個(gè)模塊由折疊形式逐步展開(kāi)成一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的剛性管狀結(jié)構(gòu)，從而組成展開(kāi)式太陽(yáng)電池陣的剛性結(jié)構(gòu)脊骨；隨后，各個(gè)模塊的太陽(yáng)毯在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下向兩側(cè)展開(kāi)；最終薄膜太陽(yáng)毯通過(guò)張拉裝置被拉緊在精確的位置。太陽(yáng)電池陣模塊結(jié)構(gòu)脊骨航天器圖1-2Boeing公司HPSA太陽(yáng)電池陣（10模塊）[9]a）收攏狀態(tài)b）主結(jié)構(gòu)的展開(kāi)c）主結(jié)構(gòu)的鎖定d)模塊單元的展開(kāi)圖1-3HPSA在軌展開(kāi)過(guò)程示意圖（3模塊）[9]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]滾卷式太陽(yáng)毯結(jié)構(gòu)張力保持系統(tǒng)與動(dòng)力特性研究[J]. 沈銀祥,項(xiàng)平,吳明兒,商紅軍,關(guān)富玲.  載人航天. 2020(01)
[2]復(fù)合材料層合管等效抗彎剛度的試驗(yàn)分析[J]. 沈澤懿.  粘接. 2019(07)
[3]空間站柔性太陽(yáng)電池翼模態(tài)分析及基頻優(yōu)化[J]. 臧旭,吳松,郭其威,唐國(guó)安.  振動(dòng)與沖擊. 2019(07)
[4]形狀記憶聚合物復(fù)合材料可展開(kāi)結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展[J]. 任天寧,朱光明,聶晶.  航空材料學(xué)報(bào). 2018(04)
[5]大變形太陽(yáng)電池陣展開(kāi)的多體動(dòng)力學(xué)分析[J]. 史加貝,劉鑄永,洪嘉振.  宇航學(xué)報(bào). 2017(08)
[6]動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析在高分子聚合物及復(fù)合材料中的應(yīng)用[J]. 樊慧娟,王晶,張惠.  化學(xué)與黏合. 2017 (02)
[7]智能軟聚合物及其航空航天領(lǐng)域應(yīng)用[J]. 劉立武,趙偉,蘭鑫,劉彥菊,冷勁松.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[8]空間站太陽(yáng)翼伸展機(jī)構(gòu)屈曲載荷分析與試驗(yàn)研究[J]. 郭其威,吳松,劉芳.  載人航天. 2015(04)
[9]空間太陽(yáng)能電池陣列技術(shù)綜述[J]. 謝宗武,宮釔成,史士財(cái),金明河,王達(dá).  宇航學(xué)報(bào). 2014(05)
[10]形狀記憶復(fù)合材料的最新研究進(jìn)展[J]. 馬立.  宇航材料工藝. 2013(05)

碩士論文
[1]形狀記憶復(fù)合材料及其伸展臂研究[D]. 劉昭.北華航天工業(yè)學(xué)院 2018
[2]形狀記憶復(fù)合材料桁架結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)行為研究[D]. 王通.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3281814