一種大型可展開網(wǎng)狀天線的設(shè)計(jì)及熱分析.pdf

1、隨著航天事業(yè)的發(fā)展，對大口徑天線的需求與日俱增，本文以一種大口徑可展開網(wǎng)狀天線作為研究對象，對其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、索網(wǎng)找形以及在軌熱分析進(jìn)行了深入研究。具體內(nèi)容和成果如下：
　　首先，以環(huán)形剪式鉸桁架的桿長尺寸為優(yōu)化變量，分別以電機(jī)行程最小和徑向伸縮比最大為目標(biāo)函數(shù)，建立了兩組桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，通過對優(yōu)化結(jié)果的比較分析，確定了一組最優(yōu)桿長尺寸。在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)推導(dǎo)了索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的位置分布情況。然后根據(jù)該天線索網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以周向、徑向、和豎向

2、這三種類型的索網(wǎng)中，最大預(yù)應(yīng)力與最小預(yù)應(yīng)力的比值的最大值最小為目標(biāo)函數(shù)，建立優(yōu)化模型，優(yōu)化求解出索網(wǎng)預(yù)應(yīng)力大小，完成索網(wǎng)找形設(shè)計(jì)，并將找形結(jié)果代入ANSYS有限元模型中進(jìn)行了驗(yàn)證，節(jié)點(diǎn)最大位移量為1.48mm，反射面變形均方根(RMS)為0.564mm，可以認(rèn)為找形結(jié)果是合理可靠的。
　　其次，為了進(jìn)一步驗(yàn)證天線結(jié)構(gòu)在復(fù)雜的太空環(huán)境下的可靠性，分別建立了天線的I-DEAS熱有限元模型和ANSYS力有限元模型，利用I-DEAS軟件完

3、成對天線在軌溫度場的分析計(jì)算，獲得在軌溫度場分布、各部分的極端溫度以及各節(jié)點(diǎn)的溫度變化規(guī)律。將得到的溫度場結(jié)果以體載荷形式，分載荷步逐步加載到ANSYS力有限元模型中，查看天線變形情況，并得到了天線RMS的變化規(guī)律。
　　最后，在上述工作基礎(chǔ)上，利用VC++和MATLAB開發(fā)了該天線的參數(shù)化分析軟件，軟件集成了天線的溫度場分析、找形設(shè)計(jì)和變形分析三大功能，友好的用戶界面，參數(shù)化的設(shè)計(jì)思想，使得該軟件可以很好的服務(wù)于本天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)