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資訊頻道太陽(yáng)帆是一種利用太陽(yáng)光壓（光子動(dòng)量）推動(dòng)航天器前進(jìn)的技術(shù)，當光子撞擊太陽(yáng)帆的反射表面時(shí)，會(huì )產(chǎn)生微小的推力，從而推動(dòng)航天器在太空中航行。
為了獲得更高的展開(kāi)與收攏比，太陽(yáng)帆通常采用碳纖維增強復合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer，CFRP）薄壁結構來(lái)支撐大面積帆膜。由于此類(lèi)可展收薄壁結構在卷曲和展開(kāi)過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生顯著(zhù)的非線(xiàn)性力學(xué)行為，其展收過(guò)程的屈曲穩定性和薄壁結構的斷裂破壞是研究的技術(shù)難點(diǎn)。
空間可展開(kāi)復合材料薄壁結構在太陽(yáng)帆中的應用
近日，中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所空間自動(dòng)化技術(shù)研究室空間結構動(dòng)力學(xué)及優(yōu)化設計科研團隊成功研制了一種小尺寸截面、輕質(zhì)高剛度空間可展開(kāi)復合材料薄壁結構，并通過(guò)理論建模、仿真分析與試驗驗證相結合的方法，系統地模擬了該結構在卷繞及展開(kāi)過(guò)程中的非線(xiàn)性力學(xué)行為。
研究結果表明，科研團隊所提出的力學(xué)分析模型能夠有效預測空間可展開(kāi)復合材料薄壁結構的應力分布特征及潛在失效模式，可為太陽(yáng)帆系統支撐結構的穩定性設計和綜合動(dòng)態(tài)性能提升提供了技術(shù)支持。
空間可展開(kāi)復合材料薄壁結構卷收數值模擬
該研究以Study on the nonlinear rolling behavior of small-scale thin-walled composite deployable structures為題發(fā)表于國際復合材料領(lǐng)域期刊Composite Structures。沈陽(yáng)自動(dòng)化所研究生李玉新為第一作者，沈陽(yáng)自動(dòng)化所駱海濤研究員為通訊作者。
空間自動(dòng)化技術(shù)研究室空間結構動(dòng)力學(xué)及優(yōu)化設計團隊長(cháng)期致力于復合材料薄壁結構及其航天應用研究，持續推進(jìn)先進(jìn)復合材料技術(shù)與空間衛星工程的交叉融合。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、大連化學(xué)物理研究所與沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所聯(lián)合創(chuàng )新基金等項目的資助。（空間自動(dòng)化技術(shù)研究室）
DOI：10.1016/j.compstruct.2025.119191
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2025.119191
來(lái)源：中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號