辐射肋式空间可展开天线机构设计与分析

可展开天线机构是网面可展开天线的关键组成部分,对天线展开后结构的稳定性和刚度具有重要影响。针对空间可展开天线大型化、高收纳率、高精度化发展趋势,设计了一种辐射肋式空间可展开天线机构新构型。首先,开展了天线整体结构设计,根据结构组成进行尺寸计算并建立了结构的三维模型;然后,采用数值仿真软件开展了机构运动学仿真研究,并分析了运动的变化规律;最后,建立了有限元模型,开展了结构模态分析。研究结果表明,所提出的机构能够实现由收拢至展开的运动变化,展开过程中机构具有良好的同步性,构件间无干涉,验证了结构方案及原理的正确性和可行性。研究结果对于空间可展开天线基础理论及工程应用等具有较高的参考价值。     

基础随机激励下纤维增强复合薄板振动疲劳寿命预报

针对传统有限元建模黑箱操作多、计算成本大、不具有自主知识产权等问题,基于经典层合板理论,随机振动理论和Miner线性积累损伤准则,建立了基础随机激励下纤维增强复合薄板振动疲劳寿命预测的解析模型。基于应力模态法,推导了纤维增强复合薄板的应力频响函数,在考虑随机激励的基础上,得到了结构的随机振动等效应力功率谱密度函数。通过Dirlik、Bendat和Benasciutti-Tovo三种频域模型对应的概率密度函数,成功求解了相应的振动疲劳寿命。另外,采用ANSYS与nCode软件对模型及其预测结果的正确性进行了验证,研究发现该模型寿命计算结果相对于商业软件计算结果的偏差不超过14.8%,但计算效率提高了17%～33%。因此,该模型可为预测随机激励下各向异性复合薄板的振动疲劳问题,提供一种思路和工具。     

模块化可展开天线支撑结构设计与力学特性研究（英文）

为满足空间可展开天线大型化、高精度、高刚度发展的迫切需求，提出一种模块化空间可展开天线支撑结构新构型，并对其进行了力学特性研究。首先，基于机构学基本理论，开展了天线总体结构方案设计和结构详细设计，建立了由19个六棱柱模块组成的模块化可展开天线三维模型。其次，根据压杆稳定理论，建立了天线支撑结构静力学分析模型，得到了拉索预紧力的取值范围。再次，建立了天线结构动力学分析模型，进行了模态分析，开展了固有频率影响因素及灵敏度分析与研究。最后，研制了一套天线支撑结构原理样机，并进行了展开功能试验与验证。研究结果表明：预紧拉索对结构刚度的影响较大，配置预紧拉索后结构刚度提高了约2.01倍；固有频率对杆件材料密度和弹性模量、弦杆及斜腹杆尺寸参数较为敏感；研制的原理样机展开平稳、顺畅，验证了结构设计的正确性。研究结果为模块化可展开天线的基础研究及工程应用提供了理论参考和技术支撑。