本文以空间捕获机构的在轨温度场为研究对象,分别考虑有无外包隔热材料两种工况,明确隔热材料对空间捕获机构的必要性,并提出热设计方案,使其整体温度场能够在太空中保持在允许的温度范围内,安全工作运行。本文概述了空间在轨热分析的研究现状,介绍了空间机械臂和捕获机构的研究现状,总结了国内外空间热设计的方案,在此基础上,明确了本文的研究对象和研究内容。本文的主要工作如下:首先对空间捕获机构各部件进行了分析,确定了捕获机构的安全工作温度范围。计算出轨道外热流大小,根据捕获机构轨道参数确定了仿真分析的边界条件。对捕获机构模型进行简化,建立符合热分析的模型并利用I-Deas/TMG模块建立有限元模型,针对没有隔热材料包裹下的捕获机构进行在轨温度仿真分析,通过对捕获机构表面温度分布变化、全年温度场变化和不同周期温度场变化分析,明确了使用隔热材料的必要性,对空间捕获机构的热控设计具有现实的指导意义。其次,根据多层隔热材料的基本原理及隔热性能的表征方法,计算出多层隔热材料的热物性特征。对表面包裹隔热材料的空间捕获机构进行运动干涉分析及温度场分析。通过UG/Motion模块对包裹最大厚度隔热材料的捕获机构进行运动干涉分析,确定在包裹隔热材料后不会影响捕获机构的正常工作。最后,通过仿真三种不同的隔热材料在相同边界条件下的温度场及达到相同热控要求时的温度场,根据温度场结果及经济性对比,选择最适合空间捕获机构的隔热材料,给出适合捕获机构的热设计方案。通过I-Deas/TMG模块对热设计方案中包裹隔热材料的捕获机构进行了全年温度变化分析和内外表面温度分布变化分析。通过本文的在轨温度仿真,并考虑到经济性条件,最终确定空间捕获机构的热设计方案,确保捕获机构能够在轨道上安全运行。