本文基于增强树脂碳纤维铺层优化设计的方法对某光学卫星的结构热变形进行了优化设计和试验验证.首先分析得到卫星所在太阳同步轨道的外热流数据,然后根据外热流数据及卫星热特性分析计算得到卫星各舱板的高温工况和低温工况的温度载荷分布情况.根据极端工况卫星平台的温度载荷,以铺层角度作为设计变量,分析求得卫星平台相机支腿安装平面的平面度、角度以及整星X/Y/Z 3个方向一阶频率的变化情况.分析数据表明,当θ=40°时相机安装板的蜂窝板面板铺层角度顺序为[90°,+40,0°,-40,-40,0°,+40,90°],载荷安装面热变形最小,整星基频满足运载火箭要求.经过热试验和振动试验验证,该设计方案在热载荷影响下,有效载荷安装面的平面度优于0.05,变化角度优于60",X/Y/Z方向的一阶基频分别为22,18,49.8 Hz,满足光学相机安装精度及运载火箭对卫星基频的相关要求.