| 题名 | 有限元方法在辐射制冷器结构分析中的应用与开拓 |
| 作者 | 付立英 |
| 答辩日期 | 2008-12-25 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 王维扬 |
| 关键词 | 辐射制冷器 有限元方法 轻量化 二次开发 |
| 学位专业 | 物理电子学 |
| 英文摘要 | 由于辐射制冷器的突出优点，目前乃至可预见的将来仍是空间长寿命飞行器制冷手段的选择之一。随着空间遥感和红外探测技术的发展，为了获取更详实的观测信息，要求制冷温度越来越低，制冷量越来越大。因此辐射制冷器的结构尺寸随之变大甚至达米级，为此如何使设计既能满足辐射制冷器的制冷性能，同时具有较轻重量和良好的力学性能是急需解决的难题。为此本文采用有限元方法，对辐射制冷器中结构分析时的关键问题进行了详细研究。对辐射制冷器中的地球屏蜂窝板进行了详细研究：通过实例计算和试验验证了等效算法模拟蜂窝力学性能的正确性；通过参数辨识，验证了地球屏蜂窝板的非线性特性；分析得到了地球屏铰链机构的预留间隙。对辐射制冷器中加筋板进行了详细研究：分析得到多种拓扑形式的加筋板在五种不同的边界约束条件下加强筋的最优拓扑结构形式和分布。对辐射制冷器中级间支撑进行了详细研究：对材料分别为钛合金和环氧玻璃钢杯状支撑进行了热学和力学优化；给出杯状支撑的减少漏热孔的合理分布以及连接孔的合理位置；给出不同尺寸带状支撑在预紧力作用下的等效弹性模量；推导得到了支撑带的材料属性在不同坐标系下的转换公式。对W型辐射制冷器中的进行了轻量化研究：通过分析和试验得到热学性能不变，力学性能有所提高，满足光路要求，重量减轻比为17.3%的轻量化辐射制冷器。 对ANSYS软件进行了二次开发：采用APDL语言对加筋板进行了二次开发；采用SDK二次开发工具开发出适合辐射制冷器进行热结构耦合分析、模态分析、谐相应分析和谱分析的向导。本论文所研究的内容对以后辐射制冷器的结构设计和分析提供了良好的基础，尤其对大冷量和深低温辐射制冷器的结构设计和分析更为有效，同时二次开发的软件为以后的结构分析提供了便利。 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-08-22 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4806]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 付立英. 有限元方法在辐射制冷器结构分析中的应用与开拓[D]. 中国科学院研究生院. 2008. |
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