随着航天技术的不断发展,小卫星发展呈现出小型化、轻质化的发展趋势,同时其所处力学环境也日益恶劣。因此,对轻小型框架式卫星进行结构分析与优化设计具有重要的工程意义。本文以某型号轻小型框架式卫星为研究对象,对卫星的建模方法、结构仿真分析、结构优化等关键技术开展深入研究。主要研究内容和成果如下:建立了轻小型框架式卫星结构的三维有限元模型,模拟了部件间的多种连接关系,对加筋板和连接梁的建模方法开展研究,对比建模的工作量和准确性,确定了加筋板和连接梁在不同条件下的最优建模方式。采用有限元软件MSC.Nastran分别对轻小型框架式卫星进行了模态分析、准静态分析、频响分析和随机响应分析,分析了不同因素对计算结果的影响。基于PCL语言对卫星加筋板和连接梁结构进行了参数化建模,同时利用遗传算法进行了以加筋板和连接梁结构质量最轻为目标的单目标优化,并设计了模态试验,验证了优化效果的有效性。基于Kriging代理模型,以框架式卫星底部加筋板为例,对以加筋板质量最轻和基频最高为目标的多目标优化进行了探索。开发了轻小型框架式卫星结构优化分析软件平台,该软件平台包含模态分析、频响分析、结构优化三个主要模块,能够实现仿真分析和结构优化等功能。总之,本文实现了某轻小型框架式卫星的参数化建模和结构优化,所得结果可为框架式卫星的设计工作提供参考,研究方法能够应用于类似复杂结构的研究。