30cm离子推力器栅极组件热应力及热形变计算模拟

• 作者: 吴先明 孙明明 张天平 王亮
• 来源期刊: 推进技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: 离子推力器 栅极组件 热应力 热形变
• 年，卷（期）: 2016,（7）
• 所属期刊栏目: 其它推进理论与应用
• 页码范围: 1393-1400
• 页数: 8页
• 分类号: V439.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.2016.07.026

摘要

为了降低30cm口径离子推力器栅极组件工作时的热形变位移，采用材料力学分析以及有限元分析方法研究了边缘不约束和边缘约束下的栅极组件热应力分布以及热形变位移，提出了相关的热应力降低措施并进行了模拟验证。结果显示，将栅极等效为圆形平板且边缘无约束时，水平方向的拉伸应力引起的最大热形变位移约为0.3mm，栅极几何中心处的热应力最大，约为1.5MPa，法线方向的热形变位移基本为0；将栅极等效为圆形平板且边缘约束时，最大挠度出现在结构几何中心处，约为1.255mm，水平方向最大拉伸形变量为0.01mm，理论计算值与仿真结果基本一致，且真实栅极拱形结构在此约束条件下会产生更大的热形变位移，可能导致栅极的聚焦性能变差以及栅极之间的短路现象；热设计改进措施验证表明降低结构的整体温度并且更换热膨胀系数较低的材料是减小热形变位移的较好措施。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张天平	兰州空间技术物理研究所真空低温技术与物理国家级重点实验室	103	412	10.0	15.0
2	吴先明	兰州空间技术物理研究所真空低温技术与物理国家级重点实验室	18	42	3.0	5.0
3	孙明明	兰州空间技术物理研究所真空低温技术与物理国家级重点实验室	23	58	4.0	6.0
4	王亮	兰州空间技术物理研究所真空低温技术与物理国家级重点实验室	14	48	4.0	6.0