轻量化杆柱式1U立方星承载框架结构

该结构为适配1U标准规格立方星设计的主承载框架，主要应用于微纳卫星的星上结构承载场景，作为整星的核心承力基体，承担星载电子板卡、功能模块、敏感器件的安装固定功能，同时适配运载火箭发射阶段的力学载荷传递需求，保障发射过程中星内部件不受过载、振动、冲击载荷的损坏。框架采用杆柱式主承力设计思路，核心承力杆两端设计为方形安装接口，可直接与上下端板完成定位装配，无需额外转接件即可实现快速组装，杆身中段采用圆形变截面设计，在保证轴向抗弯、抗扭刚度的前提下最大化去除非承力区域的材料，实现极致轻量化的设计目标。框架壁板采用对称式镂空拓扑优化设计，整星六个壁面采用对称式结构布局，单侧壁厚控制在1.25mm量级，镂空区域经过力学仿真迭代，在保证壁板结构刚度、模态指标满足航天发射要求的前提下，尽可能降低结构整体重量，同时镂空区域可兼顾星载设备的散热需求，为星内部件提供自然对流与辐射散热的通道。框架上下端板可实现快速拆分，侧壁板与主承力杆采用标准化紧固件连接，整星装配过程中可根据设备安装需求灵活选择装配顺序，对称式的壁面设计可实现壁板的互换性安装，大幅降低装配环节的物料管理成本与装配操作难度。框架内部预留了标准板卡安装导轨位，可直接适配标准规格的星载计算机、电源模块、通信模块等PCB板卡的滑入式安装，板卡安装后通过端杆的压块结构实现轴向锁紧，无需额外设计板卡固定支架即可实现可靠固定。框架整体严格遵循1U立方星的标准安装边界，外部轮廓尺寸完全匹配立方星通用部署接口要求，可直接适配通用的立方星分离机构，无需额外定制转接结构即可完成星箭对接。结构选材优先考虑高比刚度的碳纤维复合材料，在满足整星强度、刚度、导热、膨胀系数等多维度性能要求的前提下，进一步压缩结构整体重量，为星载有效载荷预留更多的重量分配空间。框架的镂空设计同时兼顾了星上相机、天线等外露设备的安装视野需求，可根据不同载荷的安装位置灵活调整局部镂空区域的尺寸，适配不同任务类型的立方星快速改装需求。