靜電成形薄膜反射面可展開天線形面分析理論與制作方法研究.pdf

1、隨著航天科技快速發(fā)展,對星載可展開天線提出了更高的要求,具體表現(xiàn)在大口徑、高精度、輕質(zhì)量三個方面,而傳統(tǒng)可展開天線已經(jīng)難以兼顧上述技術(shù)要求。靜電成形薄膜反射面可展開天線在面密度、展開性能以及在軌形面精度維持方面具有突出的優(yōu)勢,為解決這一問題提供了新的思路。為突破靜電成形薄膜反射面的一些關(guān)鍵技術(shù),本文從成形理論、曲面薄膜制作兩個方面對其進行了比較系統(tǒng)的研究。
　　1、電成形薄膜反射面屬于高精度的柔性結(jié)構(gòu),對薄膜的形面精度和應力分布均

2、勻性都有很高要求。為了實現(xiàn)薄膜形面精度最高的同時應力分布相對均勻的目標,首先,應用薄膜無矩理論對旋轉(zhuǎn)對稱拋物面薄膜進行了應力狀態(tài)和位移分析,指出了在任意連續(xù)載荷作用下不但可以由理論公式得到理想拋物面面形,還可提高薄膜的應力均勻性。由于無矩理論公式不能直接應用在工程實際之中,因此針對靜電成形薄膜反射面的特點,基于復位平衡原理提出了薄膜形態(tài)綜合優(yōu)化設(shè)計的數(shù)值方法。接著,建立了優(yōu)化模型并給出了求解方法。最后通過數(shù)值算例驗證了該方法的合理性、有

3、效性。
　　2、了利用平面膜材拼接制作曲面薄膜,基于有限單元法研究了空間曲面的展平和薄膜預應力釋放問題。通過算例分析了不同裁剪片數(shù)目對展平誤差、預應力釋放結(jié)果的影響。
　　3、對大口徑、大曲率靜電成形薄膜反射面天線成形控制中存在突出的薄膜結(jié)構(gòu)位移場與靜電場之間的耦合問題,為實現(xiàn)對靜電成形薄膜反射面形面的有效控制,開展了對薄膜反射面的兩場耦合理論和數(shù)值建模的研究。首先分析了兩者耦合關(guān)系,根據(jù)靜電場Laplace方程和薄膜無矩理