高精度碳纤维增强树脂复合材料夹层天线面板热变形影响参数仿真与实验

编号 zgly0001710768

文献类型 期刊论文

文献题名 高精度碳纤维增强树脂复合材料夹层天线面板热变形影响参数仿真与实验

作者 吴楠  郝旭峰  史耀辉  鞠博文  钱元  蔡登安  周光明 

作者单位 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室  上海复合材料科技有限公司  中国科学院紫金山天文台 

母体文献 复合材料学报 

年卷期 2020年07期

年份 2020 

分类号 TN822  TB332 

关键词 碳纤维增强树脂(CFRP)  复合材料  高精度面板  极端环境  热稳定性  摄影测量 

文摘内容 为满足亚毫米波、太赫兹波段等高频天线反射面的应用需求,采用附加树脂修型技术制得1米级、面形精度优于10μm均方差(RMS)的碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料天线面板。主要开展了针对高精度CFRP复合材料面板在极端低温环境下的热变形机制研究。根据基础材料性能测试数据,建立面板的有限元仿真模型,预测大温差工况下多结构参数面板的热变形残差,分析了影响面板热变形特性的主要因素。比较了铝蜂窝和碳管阵列夹芯两种面板结构热变形特性的差异。结果表明,碳管夹芯结构面板具备更高的比刚度和热稳定性。通过仿真结构优化给出了面板的结构设计参数,并重新试制了原型面板。采用基于高精度数字摄影测量的实验方法,对铝蜂窝和碳管阵列两种夹芯结构原型面板在低温环境下的热变形误差进行了测量,通过分析实验与仿真结果的误差来源,讨论了有限元预测方法的可行性,给出了针对高精度CFRP复合材料面板设计及工艺方法的指导意见。