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天线考虑热变形可展开天线优化设计

收藏本文 2024-01-28 点赞:19030 浏览:83851 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:星载可展开天线正朝着大型化、轻量化和高精度的方向进展,设计要求日趋严格,必须借助数值优化策略对其各项性能进行综合优化设计。天线在轨服役时,恶劣的环境温度是其主要的荷载形式之一。本论文在某预研基金项目的支持下,以索网式可展开天线为典型案例,对考虑环境温度荷载时星载天线的优化设计不足进行了探讨,主要工作包括:1)浅析了逆迭代技术与基于非线性有限元法的索网预拉力优化策略的不足之处,基于张力补偿法和小弹性模量技术,提出了一种预拉力优化策略。可以方便地为索张力施加各种约束,降低了工艺难度。2)浅析了太空热环境的特点,针对典型案例,探讨了天线在热荷载作用下的变形规律,确定了环境热荷载的最坏工况。3)针对可展开天线的利用要求,并考虑天线的热变形,建立了可展开天线两态多工况优化设计模型。对某索网天线结构进行了优化设计,得到了较好的设计案例。关键词:可展开天线论文索网结构论文热浅析论文优化设计论文

    摘要3-4

    Abstract4-7

    第一章 绪论7-17

    1.1 探讨背景7

    1.2 空间可展开天线国内外的进展近况7-13

    1.3 可展开天线优化设计的探讨近况13-14

    1.4 本论文的主要工作14-17

    第二章 索网天线结构的初始形态优化17-33

    2.1 引言17-18

    2.2 周边桁架可展开天线有限元模型的建立18-24

    2.2.1 索网结构中索单元长度的确定18-19

    2.2.2 确定天线展开态索网节点坐标19-21

    2.2.3 天线收拢态有限元模型的建立21-24

    2.3 索网天线常用的初平衡不足浅析策略24-25

    2.4 逆迭代策略及其有着的不足25-27

    2.4.1 逆迭代算法的基本原理25

    2.4.2 基于非线性有限元法的预拉力优化及其有着的不足25-27

    2.5 基于张力补偿的形态浅析策略27-30

    2.5.1 张力补偿法的原理与计算步骤27-30

    2.6 预拉力的优化设计30-32

    2.7 本章小结32-33

    第三章 星载可展开天线的热浅析33-49

    3.1 空间可展开天线的热环境浅析33-35

    3.1.1 天线面对的空间环境情况概述33-34

    3.1.2 星载天线在太空中的主要传热方式34

    3.1.3 星载天线在在太空中的热平衡浅析34-35

    3.2 周边桁架式可展开天线的温度场浅析35-43

    3.2.1 可展开天线热浅析的有限元论述35-39

    3.2.2 边桁架可展开天线温度场浅析39-43

    3.2.3 度场计算结果浅析43

    3.3 周边桁架式可展开天线的热变形浅析43-47

    3.3.1 节点温度荷载44

    3.3.2 杆单元的等效节点温度载荷44-45

    3.3.3 整个结构的热弹性浅析45

    3.3.4 周边桁架可展开天线热变形浅析45-47

    3.4 本章小结47-49

    第四章 考虑温度载荷的可展开天线优化设计49-55

    4.1 引言49

    4.2 优化模型49-51

    4.2.1 优化设计变量49-50

    4.2.2 目标函数50

    4.2.3 约束函数50

    4.2.4 优化模型的数学描述50-51

    4.3 优化流程51-52

    4.4 数值算例52-54

    4.5 本章小结54-55

    第五章 总结与展望55-57

    致谢57-59

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