光学小卫星仿水母构型轻量化结构研究

摘要

为了实现卫星结构轻量化,利用仿生设计的方法仿照海月水母的形态对光学小卫星进行构型设计并对结构进行优化,通过改变传力路径实现对结构性能的充分利用。首先,从海月水母的形态中提取了数学模型,公式推导出曲线在动载作用下刚度的变化情况;然后,依照所得数学模型对卫星结构进行了布局设计;最后,用灵敏度分析法分析了基频对壳体各部分厚度的敏感程度,以横向一阶频率不低于35 Hz为优化目标对壳体厚度进行了迭代。结果显示壳体的最佳厚度为0.1 mm,此时卫星主承力结构质量占整星质量的4.9%,因此,仿水母构型可为同类光学小卫星设计提供参考。