天線面支撐結構張力特性分析與優(yōu)化設計.pdf

1、隨著太空探測地不斷深入,大口徑高精度星載可展開天線成為研究的重點。同時,受航天器的限制,重量和收攏體積一直是可展開天線設計中必須考慮的因素。作為可展開天線的關鍵部件,天線面支撐結構是維持天線反射面精度的重要機構,同時直接影響著天線的重量和收攏體積。因此,研究天線面支撐結構對星載可展開天線的發(fā)展具有重要的意義。
　　本文圍繞一種徑向纏繞肋可展開天線,研究了天線面的支撐結構形式。對單個支撐結構(支撐肋)進行了張力系統(tǒng)分析,獲取了支撐肋

2、結構在張力作用下的力流傳遞特性。提出基于逆向設計的支撐肋初始板型分析方法,獲得了滿足精度要求的支撐肋肋板下邊緣初始構型。進而研究了支撐肋的受力特性,獲取了支撐肋的模態(tài)及屈曲特征。
　　確定了以肋板下邊緣線精度和板梢變形為主要板型控制參數(shù),進行了各結構參數(shù)和承載特征對板型的影響規(guī)律分析;進而完成了單參數(shù)和多參數(shù)的敏感度分析,確定了影響板型的主要結構參數(shù);最后集成ISIGHT軟件到ANSYS中,以敏感度較大的參數(shù)為設計變量,以支撐肋的

3、質(zhì)量和板型精度為目標函數(shù),對支撐肋進行多目標優(yōu)化設計,獲得了滿足輕量化和面型精度要求的支撐肋最佳結構參數(shù)。
　　確定了支撐肋的成型工藝流程,并加工支撐肋模型。設計了支撐肋張力控型試驗裝置,并試驗獲取了支撐肋的張力特性。利用非接觸式激光測量系統(tǒng)T-Scan跟蹤儀,測試獲取了不同載荷下支撐肋肋板下邊緣線的變形規(guī)律,確定了載荷與板梢點位移的關系。利用非接觸式全場應變測量系統(tǒng)VIC-3D,測試得到了肋板在不同加載時的位移場變化特征。試驗測