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通过原型制作空间天线形状控制机构评估热变形降低方法；
摘要： 本研究旨在开发一种用于约100GHz射电天文研究的主动变形空间天线系统。为减少由多种材料构成的主动控制机构中的热变形，提出并测试了一种消除热膨胀系数（CTE）失配的方法。通过增加另一金属部件来抵消压电元件与超因瓦合金结构间的CTE失配。为实现有效CTE抵消，本研究阐明了压电堆叠驱动器预紧机制导致热变形的根源。此外，研究表明压电元件的尺寸公差影响显著，但仍可通过所提出的CTE补偿方法加以调控。通过有限元分析、原型模型制作及热变形测量实验验证了该方法的有效性。
关键词： 自适应结构、智能结构、空间天线、热膨胀系数失配消除、空间结构、热变形
更新于2025-09-23 15:22:29
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利用嵌入式分布式光纤传感器网络区分局部热加热与机械应变
摘要： 先前研究表明，基于瑞利散射的分布式光纤传感器（DOFS）可嵌入碳纤维/环氧树脂复合结构中，快速检测接近1000°C的温度变化（如高能激光打击时产生的温升）。然而复合结构在受力时也会产生机械应变，这些应变会在DOFS检测过程中同步被捕获。因此，复合结构中温度与应变的综合响应会干扰局部热冲击的快速检测与测量。本研究通过初期测试证实了DOFS对温度和应变的同时响应特性。我们设计并采用嵌入式DOFS网络，在循环弯曲应变条件下隔离并测量了碳纤维/环氧树脂复合结构对低能激光打击的局部热响应。该传感器检测方案运用简易信号处理技术增强热响应信号，同时抑制弯曲导致的应变信号。虽然最终目标是实现复合结构表面定向能攻击的快速检测，但该技术可推广应用于温度敏感部件或智能结构的健康监测。
关键词： 智能结构、分布式光纤传感器、温度传感器、结构健康监测、高能辐射、聚合物基复合材料、应变传感器、应变补偿
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用光纤传感器开发卫星智能结构
摘要： 在本开发中，首先为通过地面试验验证太空热环境下太阳能电池板的热结构设计，开发了基于光纤传感器的健康评估方法。该方法证实了光纤传感器可检测低温环境下因基板凹陷变形导致的面板内部损伤。随后应用该技术，为减少传感器拆装工序并缩短试验周期，开展了光纤传感器一体化卫星结构"智能热结构"的研发?？⒘斯庀宋露却衅?，试制了配备数十个温度传感器和应变传感器的实验模型并验证其可制造性。利用该实验模型实施热真空试验与四点弯曲试验，证明其温度与应变测量精度与传统传感器相当。此外，在智能热结构搭载的电子设备内部元件上安装温度传感器进行动作试验，成功测量了传统方法无法获取的狭小区域温度。这些结果表明智能热结构具有可行性。
关键词： 碳纤维增强复合材料、应变、温度、多点测量、智能结构、卫星、光纤传感器、损伤检测
更新于2025-09-16 10:30:52
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集成压电层的智能功能梯度结构的压电弹性响应——基于离散双导向壳单元分析
摘要： 本文旨在基于离散双导向壳单元的三维壳模型，预测含嵌入式压电层的复合壳结构的机电行为。该方法适用于含集成压电层的各向同性及功能梯度壳的分析。通过引入三阶剪切变形理论消除剪切修正因子，提高横向剪应力的计算精度。为验证本方法的准确性，将计算结果与文献参考解进行对比，发现两者高度吻合。研究还通过参数分析揭示了材料组成和曲率半径对厚度方向挠度与轴向应力的影响。
关键词： 活性功能梯度壳、有限元分析、双导向壳、压电传感器/执行器、智能结构
更新于2025-09-10 09:29:36