空间薄壁CFRP豆荚杆模态试验及分析

康雄建， 陈务军， 邱振宇， 余征跃， 谢 超， 曹争利

(1. 上海交通大学 空间结构研究中心， 上海 200030； 2. 上海交通大学 工程力学系， 上海 200240；3. 上海宇航系统 工程研究所， 上海 201108)

空间薄壁CFRP豆荚杆模态试验及分析

康雄建1， 陈务军1， 邱振宇1， 余征跃2， 谢 超3， 曹争利3

(1. 上海交通大学 空间结构研究中心， 上海 200030； 2. 上海交通大学 工程力学系， 上海 200240；3. 上海宇航系统 工程研究所， 上海 201108)

空间薄壁CFRP豆荚杆工作时处于悬臂状态，为掌握其结构动态响应，对10 m长的超长薄壳豆荚杆在下端刚接约束下进行模态试验，得到了其模态和频率。利用有限元软件ADINA对试验模型在不考虑和考虑空气的情况下进行数值模拟分析，得到其在下端刚接约束下的模态和频率。数值模拟与试验结果对比分析表明：对于该试验研究对象，沿弱轴方向的基频，不考虑和考虑空气的计算结果和试验的误差分别为36.4%和4.7%，因此在地面试验和数值分析的过程中需要考虑空气与结构耦合的影响。进一步对豆荚杆的杆长进行参数化分析，得到了3～10 m豆荚杆的基频在不考虑空气和考虑空气影响下的偏差。对悬臂薄壁CFRP豆荚杆的设计、应用具有重要参考价值。

空间薄壁CFRP豆荚杆； 模态试验； 流固耦合； 数值模拟

可缠绕-伸展的悬臂薄壁CFRP豆荚杆具有轻质、收展原理简单、收纳率高、可重复性强和精度高等特点，常用作太阳帆、空间薄膜天线阵面等可收展的航天器的支撑体系构件[1]。为掌握其结构受力特性等性能，国内外一大批学者进行了相关研究。……