大型環(huán)形桁架式可展開天線機構設計與分析.pdf

1、近年來，對地觀測、空間通信、深空探測、載人航天等事業(yè)的發(fā)展異常迅猛，對輕量化、大尺度、幾何穩(wěn)定性高的空間大型可展開天線機構的需求大大增加。大型可展開環(huán)形桁架式天線機構由于其折疊比大、剛度高、質量不隨天線口徑增加而大幅度增加等優(yōu)點在航天工程中有越來越多的應用。因此，在太空能夠順利展開并具備足夠剛度的空間大型可展開天線機構成為了保證天線系統(tǒng)正常工作的關鍵。
　　本文在分析現有大口徑可展開天線機構的基礎上，總結并提出了7種可以構成環(huán)形桁

2、架機構的基本展開單元，建立了綜合評價指標及單雙層環(huán)形桁架機構基頻經驗公式，在此基礎上，進行了天線機構構型優(yōu)選，創(chuàng)新性的提出了提高超大口徑雙層可展開天線機構展開后基頻的設計方案。
　　基于能量等效原理，將雙層天線機構的折展單元進行等效建模，得到了表征雙層天線結構動力學特性的等效連續(xù)體模型，將其與有限元分析結果進行比對，證實了該等效方法的正確性，從而簡化了天線機構的力學特性分析過程。
　　通過分析雙層環(huán)形桁架節(jié)點的受力情況，得出

3、了對角拉索預緊力的取值范圍，建立相應的有限元模型，分析了含索和無索兩種狀態(tài)的天線機構，分別得出了各階固有頻率及其相應的模態(tài)振型，對比分析了采用對角斜拉索剛化結構的必要程度。通過對影響雙層機構固有頻率的因素進行靈敏度分析，得出了改善天線機構振動頻率的有效措施。
　　結合前面的分析結論，對內外層環(huán)形桁架機構進行了結構優(yōu)化設計，并對雙層可展開環(huán)形桁架的驅動與同步機構進行詳細設計，實現了雙層環(huán)形桁架重復展開與收攏功能。研制了含彈性鉸鏈口徑