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网状可展开天线力学分析研究

作　者: 陈庚超
导　师: 刘明治；李小平
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 机械工程
关键词: 可展开天线天线结构有限元力学分析
分类号: V443.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 103次
引　用: 2次
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内容摘要

本文详细论述了网状可展开天线力学分析研究中所涉及的各种问题及其处理方法,主要包括:1.论述了网状可展开天线力学分析研究的工程背景、研究现状、研究的目的、意义、主要内容和要解决的关键技术问题。2.对网状可展开天线的结构形式作了归纳总结,分析了不同结构形式的优缺点和网状可展开天线不同于常规天线的力学特点。3.通过对不同材料和编织方法的网状结构进行力学性能测试,寻找到一种机械力学性能与金属网相似的网状结构作为金属丝网的替代网并对代用网的双向拉伸力学性能进行了测试。对四种规格拉绳的机械力学性能进行了测试,并对测试结果进行了分析验证。4.论述了在有限元模型中用匀质各向同性材料杆梁模拟复合材料杆梁的思想方法,给出了确定单元材料参数、截面参数和应力的计算公式;论述了用薄膜元来模拟网状反射面时,如何确定单元的材料参数、单元常数和处理网面的预加张力;论述了在有限元模型中拉绳及其预加张力的处理方法和建立在等刚度原则基础上的用梁单元模拟旋转关节的思想方法。5.建立相应的有限元模型,对不同条件下的径向肋可展开天线的模态、正弦响应和热分析及热变形进行计算,并对计算结果进行了简要的分析。6.建立相应的有限元模型,对不同条件下的周边桁架可展开天线重力变形和模态进行分析计算,并对计算结果进行了简要的分析。7.通过把部分分析计算结果与测试结果进行对比,对分析方法的可行性进行了简要的论述。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 网状可展开天线力学分析研究的工程背景  7-9
    1.1.1 国外网状可展开天线研究现状  7-9
    1.1.2 国内网状可展开天线研究现状  9
  1.2 网状可展开天线力学分析研究的现状  9-10
  1.3 网状可展开天线力学分析研究的目的和意义  10
  1.4 网状可展开天线力学分析研究的主要内容  10-11
  1.5 网状可展开天线力学分析研究要解决的关键技术问题  11
  1.6 本文组织结构的安排  11-12
  1.7 本章小结  12-13
第二章网状可展开天线的结构形式和特点  13-21
  2.1 网状可展开天线的结构形式  13-17
    2.1.1 缠绕肋式可展开天线  13-14
    2.1.2 环/柱式可展开天线  14
    2.1.3 构架式可展开天线  14-15
    2.1.4 径向肋式可展开天线  15-16
    2.1.5 周边桁架式可展开天线  16-17
    2.1.6 改进型周边桁架式可展开天线  17
  2.2 网状可展开天线的结构特点  17-19
  2.3 本章小结  19-21
第三章力学分析研究中的两个必要实验  21-39
  3.1 网状反射面力学性能测试  21-29
    3.1.1 选择代用网力学性能测试  21-24
    3.1.2 实用代用网力学性能测试  24-29
  3.2 拉绳力学性能测试  29-38
    3.2.1 拉绳编织材料的力学性能  29-30
    3.2.2 拉绳的力学性能测试  30-33
    3.2.3 拉绳典型载荷变形曲线  33-35
    3.2.4 力学性能测试结果准确性的实验验证  35-38
  3.3 本章小结  38-39
第四章关键构件有限元模拟方法研究  39-49
  4.1 复合材料杆梁有限元模拟方法研究  39-45
    4.1.1 复合材料杆梁的材料常数  39-42
    4.1.2 复合材料杆梁的抗弯刚度和轴惯矩  42-43
    4.1.3 复合材料杆梁的截面应力  43
    4.1.4 复合材料杆梁的中性轴  43-44
    4.1.5 复合材料杆梁用各向同性材料杆梁模拟的计算验证  44-45
  4.2 网状反射面有限元模拟方法研究  45-46
  4.3 拉绳有限元模拟方法研究  46-47
    4.3.1 NASTRAN软件中拉绳处理方法  46-47
    4.3.2 ANSYS软件中拉绳处理方法  47
  4.4 旋转关节有限元模拟方法研究  47
  4.5 本章小结  47-49
第五章径向肋可展开天线力学分析计算  49-71
  5.1 径向肋可展开天线模态分析计算  49-54
    5.1.1 天线结构  49-50
    5.1.2 有限元模型  50-51
    5.1.3 计算结果  51-54
  5.2 径向肋可展开天线正弦响应分析计算  54-61
    5.2.1 有限元分析计算模型  54-56
    5.2.2 无振动架计算结果  56-58
    5.2.3 有振动架计算结果  58-61
  5.3 径向肋可展开天线热分析和热变形计算  61-69
    5.3.1 径向肋可展开天线热分析计算  61-67
    5.3.2 径向肋可展开天线热变形计算  67-69
  5.4 本章小结  69-71
第六章周边桁架可展开天线力学分析计算  71-79
  6.1 周边桁架可展开天线重力变形分析计算  71-73
    6.1.1 有限元模型  71-72
    6.1.2 重力变形分析计算结果  72-73
  6.2 周边桁架可展开天线模态分析计算  73-78
    6.2.1 无伸展臂、碳纤维拉绳、杆件Φ50×0.5，展开状态模型及结果  73-75
    6.2.2 无伸展臂、碳纤维拉绳、杆件Φ26×0.5，展开状态模型及结果  75
    6.2.3 伸展臂杆件截面10×2.5、Kavelar拉绳、桁架杆件Φ26×0.5，展开状态模型及结果  75-76
    6.2.4 伸展臂各杆件截面9×1.5、Kavelar拉绳、桁架杆件Φ26×0.5，展开状态有限元模型及计算结果  76-77
    6.2.5 收拢状态有限元模型及计算结果  77-78
    6.2.6 计算结果汇总  78
  6.3 本章小结  78-79
第七章力学分析理论和方法的可行性评价  79-81
  7.1 力学分析理论和方法的可行性评价  79-80
  7.2 本章小结  80-81
第八章总结  81-83
致谢  83-85
参考文献  85-86

网状可展开天线力学分析研究

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