阿尔法磁谱仪(Alpha Magnetic Spectrometer 02,简称AMS-02)是由丁肇中教授领导的大型国际合作项目,它将安装在国际空间站上,利用外太空所独有的空间环境进行大型粒子物理实验。其上所安装的粒子物理探测器的性能很大程度上取决于它们所处的热环境,为保证这些探测器能够在外太空恶劣热环境下正常运行,热控制系统在AMS-02中起着重要的作用。而AMS-02热控制系统的顺利运行需要相应结构件支持,这些结构件的设计就显的非常关键。它不仅需要满足AMS-02自身功能要求,还需要满足航天器的设计要求、航天飞机的发射要求和在空间站的安装使用要求。本文将以AMS-02热控制系统结构件为研究对象,主要研究内容如下:首先,依据AMS-02热控制系统原结构件加工、装配过程中出现的问题,寻求问题的根源在于底层(分散)设计方案。根据目前航天、航空结构件整体化设计趋势,运用整体化结构设计思想,对AMS-02热控制系统结构件进行改进设计。其二,运用ANSYS对重新设计的热控制系统结构件进行静力学分析,获取其应力、应变状况。根据分析结果对新结构件进行优化,并在满足结构强度基础上,尽可能减轻结构自重,从而为获得满足飞行强度要求的热控制系统结构件提供优化结构模型。其三,为验证有限元分析结果,对顶部支架进行模态测试,提取其振动频率和振型,并与模态分析结果相比较,从而检验理论分析结果。再应用MATLAB软件,对理论分析结果和实验结果做内积相关性计算,检验理论分析结果与实验结果的吻合性问题,目的是验证有限元模型及其计算结果的可靠性。在此基础上,分别对其它关键部件做模态分析,提取其模态特性。最后,基于各个有限元部件模型的装配问题,选用MPC184单元定义二力杆结构模拟螺栓联接,解决模拟装配的关键技术问题,即螺栓联接。全面研究热控系统结构件在三种典型工况下的应力、变形及振动情况,并对其最大应力部位做安全裕度计算。