马 鑫，杨 萱，郑建华，2，杨 华

(1.中国科学院空间科学与应用研究中心，北京100190;2.航天飞行动力学技术重点实验室，北京100094;3.中国科学院大学，北京100190;4.内蒙古电子信息职业技术学院，呼和浩特010011)

0 引 言

现代航天器大多采用推进系统来获得推力.随着航天飞行任务距离增加和运行时间增长，其必然要携带越来越多的燃料，进而提高航天器发射成本，这就使得依靠光压作为动力的太阳帆航天器应运而生[1].利用太阳光的持续作用力，完成一些过去无法实现的任务[2].太阳帆帆面采用超轻质聚酰亚胺薄膜[3]，由于太阳光压非常小，所以其面积一般为上千平方米左右.太阳帆航天器一般需要很长的伸展支撑构件来引导太阳帆帆面展开[4].帆面与支撑臂决定了太阳帆航天器结构的大柔性特点，为了确保航天器姿态稳定性和指向精度的要求，必须搞清这类复杂航天器的柔性结构动力学特征[5-6].

太阳帆的动力学建模仿真工作十分关键，Wie[7]对边长20m的方形太阳帆建立了有限元模型，着重考虑了析架式伸展臂弯曲与扭转对帆面模态的影响;张锦等[8-9]利用Abaqus软件对边长为148m的方形太阳帆建立了有限元模型，分析了其在飞行轨道引力、太阳光压、控制力矩的载荷边界条件下的模态频率;郭红军等[10]运用Ansys软件分析了方形太阳帆平行与垂直太阳光两种飞行姿态下的前8阶模态频率.本文考虑帆面被伸展臂拉紧而受到预紧力作用，利用Nastran有限元软件给出太阳帆航天器……