[发明专利]一种太阳帆结构有限元快速建模与后处理方法

权利要求书

1.一种太阳帆结构有限元快速建模与后处理方法，其特征在于步骤如下：

（1）设置太阳帆构型方式以及支撑臂与帆面连接形式，并根据太阳帆的构型方式在帆面间为支撑臂设置预留区域；所述的太阳帆构型方式主要包括方形帆、多边形帆、圆形帆、环形帆、叶形帆；当为方形帆时预留区域为两条对角线区域，多边形帆预留区域为多边形对角线区域，圆形帆与环形帆预留区域为两条垂直直径区域，叶形帆预留区域为叶心区域；预留区域空间大小设置为支撑臂直径的5～10倍柱体空间区域；

（2）根据设置的太阳帆构型方式设置太阳帆帆面薄膜分区，建立带有预留区域的太阳帆帆面几何模型；

（3）根据设置的支撑臂与帆面连接形式设置支撑臂类型，在步骤（2）中的预留区域生成支撑臂几何模型；

（4）设置帆面不同区域、支持臂与集中质量的参数、材料属性以及有限元单元类型、单元大小；根据所述材料属性、有限元单元类型、单元大小、对所述的太阳帆帆面以及支撑臂几何模型进行有限元划分，得到太阳帆帆面以及支撑臂的有限元模型；

（5）根据生成的太阳帆帆面以及支撑臂有限元模型，对二者进行有限元方式装配；

（6）在步骤（5）得到的有限元模型上设置静力学边界条件与载荷工况；

（7）根据支撑臂形状尺寸及材料属性计算支撑臂屈曲载荷，并根据设置载荷工况、太阳帆总质量以及太阳帆帆面面积，计算模拟惯性释放的反向加速度，并将该反向加速度施加在步骤（5）得到的有限元模型上；

（8）根据步骤（7）处理后的有限元模型进行太阳帆静力学求解，得到支撑臂最大变形和轴向压力；

（9）根据得到的支撑臂屈曲载荷与计算的轴向压力，计算屈曲安全因子，根据屈曲安全因子判定构建的太阳帆结构方案的可行性。

2.根据权利要求1所述的一种太阳帆结构有限元快速建模与后处理方法，其特征在于：所述步骤（5）中的有限元装配为支撑臂与帆面的一对一节点重复节点消去的有限元装配方式。

3.根据权利要求1所述的一种太阳帆结构有限元快速建模与后处理方法，其特征在于：所述步骤（5）中的有限元装配为支撑臂与帆面的一对多节点自由度绑定的有限元装配方式。