数值模拟研究了高速气流作用下能量加载金属蜂窝板温度场。针对金属蜂窝典型单元，构造了蜂窝核细观导热数值计算分析模型。采用流固耦合计算方法，使用两相流模型和凝固/熔化模型模拟气流对烧蚀物的剥蚀，较完整地模拟了能量加载金属蜂窝板的物理变化过程，计算得到了金属蜂窝板的温度分布以及烧蚀形貌。结果表明两相流方法能够较全面地模拟能量加载金属蜂窝板过程中的对流换热、熔化与凝固过程以及金属液体在气流冲刷下的动力学过程，能获得较为合理的物理图像。

为了满足星载一体化光学小卫星对主承力板的刚度和重量要求, 降低主承力板上各单机的动力学响应, 对工程常用的蜂窝夹层板等效理论和动力学分析方法进行研究。首先, 介绍了六边形蜂窝芯子的等效理论和考虑胶层的面板等效理论。建立了某星载一体化光学小卫星-Y向主承力板的有限元模型, 以重量和动态刚度为目标, 对蜂窝芯子参数进行优化分析。通过分析比较不同芯子蜂窝板的重量和刚度, 最终选择壁厚为0.03 mm, 边长为5 mm的蜂窝芯子。然后, 在模态分析的基础上, 对蜂窝主承力板进行正弦振动和随机振动分析。最后, 进行相应的正弦振动和随机振动试验。分析与试验结果表明: 一阶自然频率误差为1.9%; 正弦加速度响应误差为4.5%; 随机均方根加速度响应误差为3.7%。表明分析模型建立准确, 参数等效合理, 动力学响应分析准确, 并且能满足卫星结构总体和各个星上单机对主承力板的动力学响应要求。

以结构参数的最优匹配为设计目标, 提出了一种改善光学卫星振动环境的新思路。针对某光学卫星振动试验中出现的蜂窝顶板随机振动响应过大的问题, 研究了加强肋在降低简支蜂窝板随机振动响应中的作用。分析了该光学卫星蜂窝板结构的特点, 探讨了它的随机载荷以及在其激励下蜂窝板式结构的动力学响应。结合卫星自身结构上的需要, 提出了一种通过添加特定截面H型加强肋的方法来降低蜂窝板的响应。利用有限元法对外形尺寸为1 000 mm×1 000 mm×30 mm的蜂窝板模型进行随机振动分析验证, 结果显示: H型加强肋能显著降低蜂窝板的振动响应, 有明显减振效果。最后, 根据整星振动试验结果对卫星力学模型进行了修正, 并利用该方法对修正后的模型进行动力学分析和优化, 分析结果表明顶板响应降幅达到了40%, 为系统可接受范围, 证明了提出的方法很好地抑制了结构的随机振动响应。