可调刚度分层正交网格加筋圆筒的制造与力学性能研究

摘要整理

模块化航天器因其适应复杂任务和多样化空间环境的能力，在航空航天工业中具有广阔应用前景。然而，当为不同任务更换子模块时，负载需求的变化可能导致承载结构适应性问题，需要重新设计和制造承载结构，从而显著增加产品周期和成本。为解决这一挑战，本研究提出了创新型复合材料分层正交网格加筋圆筒（CHOSCs），具有可调节的刚度和强度以满足各种任务需求。为研究刚度和强度的可调性，制造并测试了高精度复合材料正交网格加筋圆筒（COSC）、三主肋分层正交网格加筋圆筒（T-CHOSC）和四主肋分层正交网格加筋圆筒（F-CHOSC）。结果表明，CHOSCs具有刚度和强度可调性，显著提高了圆筒的承载效率。采用基于Hashin损伤准则的有限元模型，准确捕捉了主肋端部失效和圆筒端部附近基础肋的局部断裂行为。CHOSCs为解决模块化航天器中由于子模块更换导致的负载需求变化引起的承载结构适应问题提供了可行方案，对推进航空航天工业发展具有重要潜力。

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