文章目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

    1.1.1 课题研究背景

    1.1.2 课题研究意义

1.2 国内外研究现状

    1.2.1 国内外热真空试验技术和试验设备的发展状况

    1.2.2 国内外电源热分析发展状况

1.3 课题主要研究内容

第2章 宇航二次电源温度场仿真分析与测量方法

2.1 热传递的数学模型

    2.1.1 概述

    2.1.2 导热

    2.1.3 对流

    2.1.4 热辐射

2.2 宇航二次电源温度场仿真分析

    2.2.1 ANSYS组成

    2.2.2 ANSYS有限元分析主要流程

2.3 宇航二次电源温度场测量方法

    2.3.1 接触式测温系统

    2.3.2 非接触式测温系统

2.4 本章小结

第3章 宇航二次电源自身温度场分布规律研究

3.1 宇航二次电源结构和发热规律介绍

    3.1.1 电源结构类型说明

    3.1.2 电源发热规律情况

    3.1.3 元器件特性

3.2 宇航二次电源自身温度场仿真分析

    3.2.1 热模型的建立准则

    3.2.2 建立印制板电路仿真模型

    3.2.3 元器件仿真模型

    3.2.4 接触热阻仿真模型

    3.2.5 电源仿真模型

    3.2.6 边界条件设置

    3.2.7 电源仿真结果

3.3 宇航二次电源自身温度场测量

    3.3.1 试验目的与试验依据文件

    3.3.2 试验工况与试验流程

    3.3.3 试验测点的选取

3.4 测试结果分析

3.5 本章小结

第4章 热真空试验设备温度场分布规律研究

4.1 热真空技术及设备介绍

    4.1.1 热真空技术概括

    4.1.2 热真空设备介绍

4.2 热真空试验设备内部温度场分布规律研究方案

4.3 热真空试验设备内部温度场测量

    4.3.1 测温点位置选取

    4.3.2 试验工况设计

    4.3.3 试验数据分析

4.4 本章小结

第5章 宇航二次电源热真空试验中温度场分布规律研究

5.1 典型二次电源热真空试验系统的设计流程

    5.1.1 温控舱热设计

    5.1.2 温度测控系统

    5.1.3 摸底试验数据汇总

5.2 宇航二次电源在断电(不发热)模式下开展热真空试验的温度场分布规律

    5.2.1 不同试验件形状及高度对最大温差的影响

    5.2.2 热真空罐升温速率,控温过程设置台阶及速率拐点的影响

    5.2.3 螺钉是否紧固对温度的影响

    5.2.4 试验件表面状态影响

5.3 本章小结

第6章 宇航二次电源热设计与热试验建议

6.1 宇航二次电源热设计建议

    6.1.1 关于元器件的选用

    6.1.2 关于元器件的布局

    6.1.3 关于机箱热设计

6.2 宇航二次电源热试验建议

    6.2.1 关于工装厚度

    6.2.2 关于摆放位置

    6.2.3 关于多台产品同时试验工况

    6.2.4 关于产品与工装的连接

    6.2.5 关于产品安装工装的固定方式

    6.2.6 增加温度监测点

    6.2.7 后续宇航二次电源产品热真空试验建议

结论

参考文献

致谢

文章摘要:宇航二次电源内部元器件的温度高低决定了模块电源的寿命和可靠性指标。首先,通过学习热传导理论、热设计理论及有限元分析软件,掌握宇航二次电源热设计原理。针对典型的宇航二次电源,利用有限元热模拟仿真技术,根据典型二次电源的印制板元器件布局,元器件的热功耗及安装位置,仿真分析了典型二次电源的结构特征和边界条件,简化电源模型,通过传热理论分析电源热源分布,定义各项参数及不同工况下的边界条件,分别对不同工况下的温度场进行仿真分析,重点分析内部发热元器件的温度。其次,选取真空热环境模拟器（以下简称热真空罐）作为试验设备,先通过摸底试验,标定温度传感器,对热真空罐内温度场进行测量,总结分析热真空罐内温度场分布特点,及不同材质对罐内温度场的影响。通过真空热学环境试验,黏贴热电偶在电源内部各元器件上,对不同工况下的各个测温点进行数据采集及分析温度场分布特点。最后,结合热分析软件ANSYA对不同试验工况下电源内部温度场分析数据,与真空热学环境试验的温度场进行数据对比分析,总结分析出宇航二次电源真空热学环境试验温度场分布特点及影响,进而提供更加优化的电源热真空试验控制方案,同时也为后续的电源热设计奠定了基础。

文章来源：《宇航学报》 网址: http://www.yuhangxuebao.cn/qikandaodu/2022/0130/589.html