模块化可展天线的组网建模与优化设计

发布时间：2017-12-24 04:24

  本文关键词：模块化可展天线的组网建模与优化设计　出处：《哈尔滨工业大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 空间可展天线 模态分析 索网结构 优化设计

【摘要】：近年来,航天事业迅速发展,空间可展天线也朝着大口径和高精度方向发展。本文在可展机构研究的基础上,提出一种基于模块化的可展机构。根据设计要求,基于一种数综合的方法来确定基本单元,然后选择可展机构的基本模块并确定组网方式,可以构造大尺度天线。为了保证可展天线的表面精度,采用最小二乘法用球面来拟合抛物面,并建立了展开机构的实验模型。为了使展开机构基本单元实现完全展开和收拢,对机构展开和收拢状态进行了分析,确定了杆长之间的几何关系。对基本单元进行了运动学分析,发现刚开始展开时速度应尽可能小,减小对机构的冲击。利用有限元法原理,在Matlab中编程,求解出可展机构的前十阶固有频率。对目前常用的索网结构设计的三种找形方法进行了介绍,通过比较分析选择力密度法进行找形。根据机构特点,采用三向组网的方式来设计索网结构。为了满足索网抛物面形状要求,对力密度法进行改进,并对索网结构进行了找形计算。计算结果显示,索网单元的受力和长度变化比较小,索网结构比较理想。天线工作时完全展开,形成一个固定结构。因此本文对展开机构的结构动力性能进行分析。利用Ansys软件建模,求得了机构的前十阶固有频率,与Matlab计算的结果进行比较,验证了编程算法的准确性。同时,得到了可展机构前十阶固有频率的振型,主要显示整体绕固定端扭转。对于影响结构动力学性能的主要因素材料和结构尺寸进行了分析。对杆件的截面尺寸进行了优化,使得可展机构尽可能质量轻、刚度大。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V443.4

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本文编号：1326876