题目：SKA大尺寸整体化复合材料天线面板结构设计与成型技术研究

碳纤维复合材料具有质轻、高强、热膨胀系数低等特点，在电子通信领域得到了广泛的应用。复合材料整体化成型可有效减少零件数目、降低装配成本，是大尺寸复合材料构件低成本制造的重要发展方向。处于建设准备阶段的世界最大综合孔径射电望远镜平方公里阵(Square Kilometer Array, SKA)，提出了制造15 m口径整体化天线面板的需求，因而基于复合材料整体成型的设计理念，研究成型质量主控因素，是实现天线面板高精度、低成本制造目标的重要保证。

本文针对大尺寸整体化复合材料天线面板的低成本制造技术，考察了真空灌注用环氧树脂体系、大尺寸整体化加热方法及模具热膨胀变形和结构形式等因素对天线面板型面精度的影响，研究为大尺寸整体化复合材料天线面板的制造提供了重要的指导作用。

首先，研究了真空灌注用环氧树脂体系的流变特性及固化特性。基于真空灌注用环氧树脂体系的等温黏度实验结果，采用双阿累尼乌斯黏度模型实现了环氧树脂体系低黏度平台的预报；通过测试不同固化工艺制度下树脂玻璃化转变温度，结果表明降低温度延长固化时间可以达到满足设计要求的玻璃化转变温度，同时采用该工艺制度制备的树脂浇铸体力学性能优于采用指导固化制度制备树脂浇铸体的力学性能。

其次，研究了大尺寸整体化复合材料构件的加热方法。考察了柔性电热膜加热的工艺适用性，通过仿真分析和实验验证，掌握了电热膜铺放方式、温度制度对复合材料固化过程温度分布均匀性和固化程度的影响规律，并通过大型碳纤维/环氧树脂基复合材料天线反射器蒙皮的制备验证了该方法的可行性。

最后，探究了低成本复合型模具热膨胀变形、天线面板结构形式、指向角度等因素对反射面型面精度影响的关联规律。研究结果表明：所采用的模具均方根表面公差随温度上升呈现先下降再上升的趋势，成型工艺温度高时，型面精度差；与七横七纵、一横三纵两种结构形式相比，三横三纵结构形式的副反射面制备型面精度较高，在天线指向角度分别为95°、45°、15°时精度保持稳定性好，满足设计要求，而且制造经济性更好，研究结果对大尺寸整体化复合材料天线面板的制造具有重要的参考作用。