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在航天工业中,以低温推进剂液氢、液氧、液态甲烷等作为能量供应源,或者以液氮、液氦等作为冷量供应源,其安全有效储运具有重要的经济价值,直接关系到国家尖端科技的发展。被动在轨非连接支承(PODS)技术是低温推进剂被动热防护技术中很重要的一项技术,其在在轨状态下具有的被动分离特征,对降低低温推进剂的在轨漏热量具有重要的意义。本文针对PODS-III在侧向力作用下容易发生热短路的问题,研究了增加纤维丝等零件后的PODS-Ⅳ结构及传热特性。(1)对PODS-Ⅳ的相关复合材料进行了热力品质因数分析,确定发射管选取S-玻璃纤维环氧树脂,在轨管和纤维丝选取石墨纤维环氧树脂。在此基础上,建立了PODS-Ⅳ结构在不同纤维丝直径下的三维模型,通过数值计算,得到了不发生热短路时不同纤维丝直径下PODS-Ⅳ结构的传热量,并对比分析确定了纤维丝的直径,进而确定了PODS-Ⅳ的结构模型。(2)对有纤维丝的PODS-Ⅳ和无纤维丝的PODS-III分别进行了侧向力阻抗性能的数值模拟计算,分析了侧向力作用在不同位置处两种支承结构不发生热短路所能承受侧向力的临界值以及发生热短路时接触面位移变形云图。分析结果表明:PODS-Ⅳ较PODS-III有更好的侧向力阻抗性能,可以减小低温容器通过支承的漏热量;随侧向力作用点到冷端距离的增大,PODS-III和PODS-Ⅳ不发生热短路的侧向力临界值增大,即侧向力作用点距冷端越远对结构热短路的影响越小;PODS-Ⅳ具有更好的支承性能和空间适用性。(3)结合在轨阶段的温度工况,研究了温度对PODS-Ⅳ侧向力阻抗性能的影响。通过对其进行热-力耦合计算,并与只受侧向力时的结构静力计算结果进行对比。结果表明:热-力耦合计算时PODS-Ⅳ能承受的侧向力数值减小,这是因为随温度降低石墨纤维环氧树脂复合材料反而产生微量的膨胀,引起纤维丝松弛,所以侧向力阻抗性能有所减小,计算结果与理论分析符合。