管式立方星1U与3U框架结构设计

该套管式星体框架主要面向微纳卫星的快速集成装配场景，适配1U、3U两种标准立方星规格，可作为星载电子设备、载荷组件的承载基体，适配地面原理样机验证、FDM/SLS工艺快速试制、航天结构教学演示等多类使用场景。设计过程中优先考虑增材制造的工艺适配性，框架主体采用镂空桁架式构型，在保证结构刚度的前提下尽可能削减非承载区域的材料占比，降低整体结构自重，匹配微纳卫星的发射载荷重量约束。框架内部设置多类功能隔板：端面板作为框架两端的封挡结构，承担外部接口安装、端部载荷传递的作用；定心面板可对内部排布的电路板、缓冲垫片进行径向定位，避免发射阶段振动冲击导致的板件移位；加强板沿框架轴向间隔布置，针对性提升3U规格长框架的抗弯刚度，避免长径比偏大带来的结构失稳问题。端部的筒状接口可适配星箭分离机构的对接需求，外轮廓保持规整圆柱面的同时，侧壁设置微幅内凹的曲面结构，既可以更好地贴合柔性太阳能电池板的铺贴需求，避免平面铺贴带来的应力集中，也能通过曲面构型提升框架侧壁的抗扭刚度，为内部组件预留出足够的布线与安装间隙。建模过程中以立方体中心为坐标原点，3U规格框架可通过调整轴向挤出长度快速衍生1U版本，设计时预留了0.5mm的不对称安装余量，适配星载相机等载荷的导轨延伸安装需求，1U版本的轴向挤出尺寸分别为49.75mm与50.25mm，可直接匹配标准立方星的安装边界尺寸，无需二次调整安装接口。框架所有镂空区域均做了工艺圆角处理，避免增材制造过程中的应力集中导致的成型缺陷，内部隔板均预留了标准安装孔位，可直接适配市面通用的星载电路板、传感器模块的安装孔距，减少用户二次打孔加工的工作量。框架外圆柱面的平整度满足太阳能电池板的铺贴公差要求，曲面过渡区域无尖锐棱角，避免电池板铺贴过程中出现划破绝缘层的风险。