復(fù)合材料桁架結(jié)構(gòu)熱變形分析

摘 要：通過有限元法研究了纏繞角度、鋪層層數(shù)、單層厚度對復(fù)合材料桿件熱變形的影響。研究表明，鋪層層數(shù)和單層厚度對復(fù)合材料桿件熱變形的影響較小，纏繞角度對復(fù)合材料桿件熱變形會產(chǎn)生較大影響。本文主要是對復(fù)合材料桿件的纏繞角度在不同位置進(jìn)行改變作了相應(yīng)探討，同時還確定使復(fù)合材料桁架結(jié)構(gòu)熱變形較小的桿件纏繞方案。

關(guān)鍵詞：桁架結(jié)構(gòu) 熱變形 纏繞角度 有限元法

中圖分類號：V414.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（c）-0123-02

碳纖維增強復(fù)合材料具有輕質(zhì)高強、耐腐蝕、耐高溫、熱力學(xué)性能優(yōu)良等特點，被廣泛應(yīng)用[1]，隨著衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，采用碳纖維增強復(fù)合材料研制的桁架式結(jié)構(gòu)越來越多地應(yīng)用到衛(wèi)星結(jié)構(gòu)中[2]。桁架式結(jié)構(gòu)其通用性及組合性較好，可根據(jù)不同構(gòu)型進(jìn)行組合，它還具有局部強度高、載荷分配合理、形式簡單、安裝和拆卸簡單方便等特點，有著廣闊的應(yīng)用前景[3]。而在我國的衛(wèi)星平臺中，使用復(fù)合材料桁架結(jié)構(gòu)作為衛(wèi)星的主結(jié)構(gòu)，而這些仍然處于不成熟的狀態(tài)。其中衛(wèi)星結(jié)構(gòu)與民用產(chǎn)品存在著不同，對結(jié)構(gòu)的熱變形和安裝精度等方面上的要求較高，且它受精度和重量等方面的指標(biāo)也相當(dāng)?shù)膰?yán)格[4]，因此開展復(fù)合材料桁架結(jié)構(gòu)的研究很有必要的。

該文分析了纏繞角度、鋪層層數(shù)、單層厚度對復(fù)合材料桿件熱變形的影響，制定出使復(fù)合材料桁架結(jié)構(gòu)熱變形較小的桿件纏繞方案。

1 復(fù)合材料桿件的熱變形