空間充氣展開天線動力學研究.pdf

1、空間充氣展開結構是一種以柔性復合材料薄膜構造的新型空間結構，具有發(fā)射體積小、結構質量輕、研究和制造成本低、展開可靠等優(yōu)點，并且可以構建大型和超大型的空間結構，因此具有廣闊的應用前景?？臻g充氣展開結構在軌運行過程中會遇到各種因素的干擾，并且有時候要進行軌道機動和姿態(tài)調整，這些都會引起結構的動力學響應。本文主要利用有限元軟件ANSYS對大型空間充氣展開結構進行模態(tài)分析和瞬態(tài)動力分析，并進一步研究結構參數的影響，為今后的結構設計和材料選擇提供

2、理論依據。 本文選擇空間充氣展開天線為研究對象，利用ANSYS軟件分別對固化前和固化后的空間充氣展開天線支撐結構進行了模態(tài)分析，得到了結構的前幾階固有頻率和振型，并分別研究了支撐管直徑、支撐管壁厚、支撐環(huán)截面直徑、支撐環(huán)壁厚、反射面半徑、充氣壓力等主要結構參數對支撐結構前十階固有頻率的影響。從結果中可以看出：固化前后支撐結構的固有頻率值都很低，并且固化前后支撐結構的前幾階振型也發(fā)生了變化；各結構參數對支撐結構各階固有頻率值有著不

3、同的影響。 根據空間充氣展開天線在軌進行軌道機動和姿態(tài)調整的運動形式，定義了兩種有代表性的荷載時間曲線，使結構分別沿著軸向和側向產生一定的初始位移，通過數值模擬研究隨后結構的動力學響應，并研究加載方式的改變對結構響應的影響。分析結果表明：支撐環(huán)和支撐管均發(fā)生了振動，并且各處的振幅不相同；節(jié)點上的VonMises應力分別在運動期間和自由振動期間到達了一次峰值；沿側向運動時，實現相同位移需要的時間越短，對結構進行自由振動的影響越大。