一種大型反射面天線的有限元建模與優(yōu)化設計.pdf

1、隨著天文觀測和空間探索活動的日趨活躍,反射面天線正朝著大口徑、高頻段的方向發(fā)展。然而,由天線口徑的增加引起的表面變形勢必對天線性能產(chǎn)生一定的影響。因此,對大型天線的結構設計、優(yōu)化以及變形補償?shù)难芯烤哂袑嶋H而重要的意義。本文旨在利用有限元建模軟件完成對天線結構各部分的參數(shù)化建模,并通過與優(yōu)化軟件 Isight之間的交互來實現(xiàn)對天線結構的優(yōu)化設計,進一步研究通過分段最佳吻合拋物面的方法來實現(xiàn)對天線變形主面的保型設計,為保證天線結構的合理設計

2、和工作指標奠定了基礎。
　　首先,本文對天線結構優(yōu)化的相關理論和方法做了深入地研究,結合某天線副反射面支撐的案例分析,驗證了利用有限元軟件 ANSYS和優(yōu)化軟件 Isight進行結構優(yōu)化設計的可靠性和有效性。
　　其次,根據(jù)天線結構設計要求和有限元建模的基本原則,分別建立了110m反射面天線底座和反射體的參數(shù)化有限元模型。完成了三種不同結構型式的天線底座在等效作用力下的有限元分析,確定了 A型框架結構的天線座設計方案。同時,

3、完成了對反射體初始模型的重力分析,為后續(xù)的結構優(yōu)化改進奠定了基礎。
　　之后,建立了110m反射面天線多工況、多尺度下的結構優(yōu)化模型,并完成了對設計變量的歸并與歸一化處理,利用 ANSYS和 Isight之間的交互設計完成了對模型的優(yōu)化工作。同時,對優(yōu)化后的模型進行了風載與模態(tài)的校核分析,確保天線可以安全有效地工作。
　　最后,基于110m反射面天線的有限元分析結果,利用分段最佳吻合拋物面的方法實現(xiàn)了對變形主面的保型設計。計