刘振玉 冯纪生 张庆君

（北京空间飞行器总体设计部，北京 100094）

1 引言

空间可展开桁架结构尺寸较大，在空间经历恶劣的温度环境，往往受热变形的影响较大，特别是桁架结构支撑的平板阵列天线，为确保高精度、高分辨率的要求，通常对天线形面保持精度要求特别高，这就给结构设计提出了苛刻的要求［1］。

例如太阳同步轨道卫星，暴露在空间环境中的天线结构，其温度范围甚至超过（-100 ℃，100 ℃）的区间。温度的剧烈变化引起天线支撑桁架结构的变形，进而影响天线的形面精度，致使天线的电性能下降，因此必须对桁架结构进行热变形分析，对影响桁架热变形的主要因素进行参数设计［2］。

卫星设计时，往往需要根据天线精度的总体要求，通过精度分配，给出桁架结构热变形允许的最大值，并以此最大允许变形参数为前提，进行桁架结构设计，对相关因素进行参数预算，以便对桁架杆件参数提出指标要求。对于热变形来说，主要是杆件的轴向热膨胀系数（以下简称热膨胀系数）必须满足要求。传统的方法是利用经验法进行试凑，以经验热膨胀系数作为初值，计算桁架的变形大小，如果超出最大热变形的约束条件，就重新代入一组更优的值，直到满足要求为止，这样做虽然能满足工程实际的要求，但效率较低，费时费力。

本文提出了一种在给定最大热变形约束下，通过分析各杆件热膨胀系数对桁架热变形的影响，并计算了各杆件敏度，根据敏度绝对值的大小对杆件进行分组，采用工程优化的思想，计算热膨胀系数所能允许的可行范围的方法。……