充氣天線展開仿真及空間碎片碰撞研究.pdf

1、空間充氣展開結(jié)構(gòu)技術(shù)是一項新型技術(shù)，在構(gòu)建大型空間結(jié)構(gòu)方面具有發(fā)射體積小、重量輕等顯著優(yōu)點(diǎn)，在空間結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域有廣泛的軍事需求和廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文查閱國內(nèi)外大量相關(guān)文獻(xiàn)，介紹了充氣天線的研究現(xiàn)狀，并具體介紹了充氣管硬化、充氣天線展開仿真、動力學(xué)分析、空間碎片撞擊分析的研究現(xiàn)狀。
　　 充氣管硬化后的承載力是工程應(yīng)用的一個重要指標(biāo)，本文采用膜單元，考慮層合薄膜上的塑性變形，對充氣管硬化對充氣結(jié)構(gòu)性能的影響進(jìn)行了研

2、究，通過有限元分析比較了硬化前后充氣管的力學(xué)性能，并進(jìn)行軸壓承載力實(shí)驗驗證了分析方法的正確性。
　　 拋物面折疊模型的建立和反射面的展開分析是研究充氣天線展開仿真中的基礎(chǔ)問題，本文建立了反射器的折疊模型，描述了折疊前后模型的幾何關(guān)系，并基于Ls—Dyna軟件對6米口徑充氣天線反射器以及天線整體進(jìn)行了展開仿真，演示了充氣天線展開的運(yùn)動過程。
　　 動態(tài)特性是充氣展開結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中必須考慮的問題，本文對6米口徑充氣天線整體及

3、支撐結(jié)構(gòu)和膜面的動力學(xué)特性進(jìn)行了分析，并進(jìn)行了3.2米口徑反射器的振動實(shí)驗。
　　 空間碎片碰撞天線問題是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，本文首先對氣體用實(shí)體單元，考慮氣體與膜面的耦合，分析了1cm，1mm直徑碎片撞擊充氣天線的響應(yīng)，然后采用氣囊模型，只考慮氣體的氣壓作用，分析了0.1mm，0.05mm，0.03mm，0.02mm，0.01mm直徑碎片撞擊天線反射器的動力學(xué)響應(yīng)，得到不同直徑碎片的臨界撞擊速度，對分析結(jié)果進(jìn)行擬合從而建立了臨界碎