离子推进C/C栅极的设计与力学分析

作者：陈玥; 李凯; 彭雨晴; 李爱军; 张东升^*

来源：上海大学学报(自然科学版), 2019, 25(02): 235-244.

DOI：10.12066/j.issn.1007-2861.1922

• 离子推进器
• 栅极组件
• C/C复合材料
• 有限元分析

为了合理设计离子电推进器C/C复合材料栅极,并有效掌握栅极的横向刚度变化规律,以10 cm离子电推进系统为应用对象,设计了C/C复合材料栅极的编织结构.利用ABAQUS软件,分别建立加速栅和屏栅的有限元模型,引入周期性边界条件,将非均匀的复合材料栅极均质化,分析了栅极组件特征单元体受载下的应力分布规律,并预测了其宏观等效材料参数.讨论了材料组分性能对整体栅极横向刚度的影响,并与现有钼栅极的力学性能进行比较.结果表明,采用C/C栅极取代钼栅极的设计方法是可行的. C/C栅极的横向刚度取决于碳纤维的拉伸模量和基体的弹性模量,可选取更高拉伸模量的碳纤维提高栅极横向刚度.

• 单位
  上海大学