以形状记忆复合材料制备的空间智能可展桁架结构能够有效解决空间结构多功能、大尺寸需求与运载工具载荷舱容积有限之间的矛盾,可实现在轨低冲击载荷条件下可控展开,在空间通信、载人航天、对地观测、深空探测等领域具有广阔的应用前景。可展桁架热控技术是控制桁架各部件与外部空间环境热交换的技术,从而使其在轨温度处于设计工作温度范围内,热控设计的好坏直接影响收拢状态形状记忆复合材料可展桁架能否在轨顺利完成可控展开动作。本文围绕热分析、热控硬件以及热试验三个方面展开较为深入的研究工作,主要工作如下:(1)进行了辐射交换系数和空间外热流的计算方法研究。辐射交换系数和空间外热流的确定,是可展桁架在轨热分析的关键以及难点。基于积分方法、Hemicube方法和Nusselt球方法相结合的新方法计算可展桁架内部单元组之间以及可展桁架各单元与太阳、地球之间的角系数;利用角系数与辐射交换系数的关系,计算各单元组之间的辐射交换系数;根据辐射交换系数与空间外热流的关系,计算可展桁架在轨工作期间吸收的空间外热流,并将空间外热流计算结果作为辐射边界条件代入可展桁架温度场求解方程。(2)进行了基于有限体积法求解温度场的研究。计算导热的方法基于有限体积格式的单元重心法,将计算点建立在单元的重心和每个边界的中心,并给出了热传导系数的推导方法。对于稳态温度场计算,采用循环迭代的方法计算离散方程组,共轭梯度法、牛顿-拉夫逊法分别用来计算线性方程组和非线性方程组;对于瞬态温度场计算,采用向后差分对非稳态项进行差分,双共轭梯度法用于求解离散方程组。(3)进行了多层打孔隔热材料热防护性能研究。分析了多层打孔隔热材料内部传热特性,构建了多层打孔隔热材料热分析计算模型。比较了热分析计算模型预测值与文献实验值,对比结果表明所构建的热分析计算模型能够准确预测多层打孔隔热材料热防护性能。研究了几何参数(多层打孔隔热材料层密度、总层数)、反射屏表面特性(反射屏表面发射率、打孔率)以及航天器舱体外表面温度对多层打孔隔热材料热防护性能的影响规律。(4)对形状记忆复合材料可展桁架进行了初步热控设计和热分析。针对形状记忆复合材料杆可展桁架的结构以及工作特性,提出了主动热控措施和被动热控措施;重点分析了有/无热控措施对展开状态可展桁架在轨温度场、外热流的影响,同时给出了不同形态可展桁架在轨温度分布规律;最后研究了可展桁架在轨展开/收拢过程中动态热响应特性,给出了不同加热功率条件下复合材料杆升温以及降温时间。(5)对形状记忆复合材料杆进行了热真空试验。形状记忆复合材料杆主要通过自身温度控制实现可控展开与收拢,对温度极为敏感。通过热真空试验重点研究了形状记忆复合材料杆在冷、热工况下温度变化规律,根据温度测量结果计算了包裹在形状记忆复合材料杆外侧的多层打孔隔热材料的当量导热系数,并与热分析计算模型预测值进行了比较;验证了收拢状态形状记忆复合材料杆可以在冷工况条件下完成展开动作;证明了研制的多层打孔隔热材料在经历折叠后,其热防护性能未发生变化。热试验结果对形状记忆复合材料在空间应用具有工程参考价值。最后,作者对本文工作进行了总结,并对未来工作进行了展望。