《表1 常用航天材料性能参数》

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《深空探测相机超轻主支撑结构优化设计》

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深空探测相机主支撑结构需要经历比地球更加严苛的力热环境影响，因此材料的选取尤为重要，空间相机结构材料向轻质、高强、稳定等方面发展，目前，常用的主支撑结构材料有殷钢、铝、钛、碳化硅铝基复合材料、碳纤维复合材料等等，其详细参数如表1所示，比刚度E/ρ和热稳定性λ/α是衡量材料好坏的重要指标，文中引入综合品质因数（E/ρ）×（λ/α）来衡量材料在力学和热力学方面的综合性能[8]。深空探测主支撑结构主要由前后框架结构、桁架杆及接头组成。前后框架结构是光学元件及其他组件的主承力结构，对其轻量化要求较为严格。因此前后框架结构采用综合品质因数高的材料来承受外界振动和冲击，并且控制温度变化时的变形量，消除温度梯度来保证其刚度、热尺寸稳定性和热稳定性。与此同时桁架杆需进行被动热补偿设计来满足整体线膨胀系数要求，综上考虑前后框架架构、桁架杆接头采用60SiC/Al、桁架结构采用M40J，反射镜采用SiC，由SiC、M40J和60SiC/Al构成的全碳化光机结构具有良好的热匹配性、热稳定性和高比刚度，可以在保证成像质量的前提下，实现深空探测的超轻量化要求。