大口径可展抛物面天线支撑桁架结构优化设计及性能研究

发布时间：2021-04-25 06:26

　　在航天工业的发展过程中,对深空的探索需要尺寸更大的空间结构。由于运载火箭的空间有限,宇航结构大多需要折叠起来,在发射运载的过程中,收纳于整流罩内。当进入指定轨道后,航天器在展开,进入工作状态。可展天线结构,一直是可展结构最常见的一大部分,无论是军事领域,还是航天、信息等领域,可展天线结构都有着广泛的应用。一方面,目前的应用需求对可展天线结构的尺寸要求越来越大,另一方面,火箭等运载工具的运载能力有限,不可展的天线无法满足需求,因此,本文提出一种新的抛物面天线支撑桁架可展结构,并展开相关研究。首先,拟合本文所设计的抛物面天线结构的工作表面,在此基础上,参考大跨空间结构的设计理念,以及现有抛物面天线的模块化设计,提出一种三肋单元,组网得到六边形网格。建立基本单元的拓扑图模型,选择基本单元的构型方案。进行几何建模,采用分层次拓扑并投影的方法,建立结构的几何模型。动力学分析,是结构优化设计和动力设计的重要分析手段。对于天线结构,其结构设计、展开控制、驱动等多方面对天线的支撑桁架结构进行动力学分析,有利于掌握天线系统的动力学特性,从而为天线结构的优化、展开过程的控制、驱动系统的设计给予参考。建立有... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题研究的目的和意义
    1.2 国外研究现状及分析
        1.2.1 可展开结构的分类
        1.2.2 主要天线类型
    1.3 国内研究现状
    1.4 可展天线结构构型创新理论研究现状
    1.5 主要研究内容
第2章 抛物面天线支撑桁架的结构选型与几何建模
    2.1 引言
    2.2 天线工作表面拟合
    2.3 结构选型
    2.4 单元选型
    2.5 分层拓扑法建立几何模型
    2.6 本章小结
第3章 大口径可展抛物面天线支撑桁架动力学分析
    3.1 引言
    3.2 有限元建模
    3.3 可展开天线支撑桁架的模态分析
        3.3.1 自由模态分析
        3.3.2 建模及计算方法的验证
        3.3.3 约束模态分析
        3.3.4 模型验证
    3.4 可展卫星天线支撑桁架的谐响应分析
    3.5 固有频率影响因素分析
        3.5.1 约束位置对频率的影响
        3.5.2 拉索及周边节点质量对频率的影响
        3.5.3 结构尺寸参数对频率的影响
        3.5.4 结构材料对频率的影响
    3.6 传统六肋单元模块化天线对比分析
        3.6.1 约束位置对频率的影响
        3.6.2 结构尺寸参数对频率的影响
    3.7 本章小结
第4章 模块化天线可展桁架机构设计与运动学分析
    4.1 引言
    4.2 可展支撑桁架机构尺寸关系
        4.2.1 下弦杆尺寸的确定
        4.2.2 外侧杆及上弦杆尺寸的确定
        4.2.3 斜腹杆及上支撑杆尺寸的确定
        4.2.4 下支撑杆尺寸的确定
    4.3 可展肋单元机构拆分
        4.3.1 拆分机构一
        4.3.2 拆分机构二
        4.3.3 拆分机构三
    4.4 单个模块运动学分析
    4.5 模块展开原理及收纳率
        4.5.1 单个模块的展开原理
        4.5.2 可展桁架模块的收纳率
        4.5.3 装配式天线的收纳率
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3158882