周 栋 董 斌 叶奇飞 沈 辉 陈万新 黄文煜 杨 浩 叶鹏华

航天用大长径比碳纤维复合材料杆件直线度改进研究

周 栋 董 斌 叶奇飞 沈 辉 陈万新 黄文煜 杨 浩 叶鹏华

（上海复合材料科技有限公司，上海 201112）

针对航天用大长径比碳纤维桁架杆件直线度超差问题，采取了整体制作真空袋和简支梁模型的成型方法，对杆件直线度与制品温度均匀性、挠度矫正的影响进行了研究，建立不等温模型仿真分析了直线度与温度影响。结果表明，仿真结果与产品变形趋势一致，采取措施后碳纤维杆件直线度提升明显，宽面由0.97mm/m提升到了0.42mm/m，窄面由0.39mm/m提升到了0.18mm/m。

碳纤维杆件；直线度；整体制袋；简支梁模型；不等温模型

1 引言

碳纤维复合材料具有高的比强度和比模量、出色的耐热性、较低的热膨胀系数、较小的热容量及优秀的抗腐蚀与抗辐射性能等特点，已逐渐应用在航空航天领域，尤其是在各类空间卫星产品上。而随着空间卫星技术的快速发展，采用碳纤维复合材料制备的桁架结构已越来越多地应用于空间卫星结构。碳纤维复合材料桁架结构具有较好的组合性及通用性，可根据不同的使用要求进行空间构型组合，而且形式简单、载荷可优化分配、局部强度高、安装拆卸简单方便，有着广阔的应用前景。但我国目前使用碳纤维复合材料桁架作为空间卫星主结构的技术还不够成熟。同民用复合材料产品不同的是，卫星用碳纤维桁架杆件的热变形及安装精度等方面要求较高，其中碳纤维复合材料杆件直线度是一个典型尺寸，对整个碳纤维桁架的尺寸精度及安装定位均有较大的影响，因此开展碳纤维复合材料桁架杆件直线度的改进工作很有必要。……