空间充气展开天线支撑结构的模态分析

利用ANSYS对充气展开天线支撑结构进行了模态分析,单元模型采用ANSYS提供的四边形四节点壳单元,利用B lock Lanczos方法(兰索斯法)分析了结构的固有频率和相应的振型,并进一步研究了结构尺寸参数对结构模态的影响,给出了结构固有频率随结构尺寸参数的变化曲线.分析结果表明,结构的尺寸参数对支撑结构的模态有着重要的影响.

空间充气展开天线支撑结构尺寸优化

为优化充气展开天线支撑结构,采用四边形四节点薄壳单元建立充气支撑管和支撑圆环的有限元分析模型.利用ANSYS软件,首先计算内压作用下结构的应力和固有频率,然后依次采用0阶和1阶优化算法对结构尺寸进行参数优化,有效地降低结构整体质量.该尺寸优化可以大大缩短设计周期,提高设计水平.

充气可展开天线的反射面设计及精度测量

为实现高精度的充气可展开天线反射面,基于薄膜理论和弹性力学进行保形设计,在已知充气气压和变形后抛物面参数条件下求得充气变形前的形面.基于变形前的无应力形面进行裁剪设计,利用改进的弹簧质点系统展开曲面片,将裁剪片拼接得到高精度的充气反射面.将该方法运用于2 m口径反射面模型的研制,利用Photo-Modeler软件建立非接触摄像测量系统,进行3种实验姿态下的测量实验.通过反复的测量和形面调整,在指平姿态下反射面的最终精度为1.83 mm,验证了高精度充气薄膜反射面的可实现性.

空间充气天线反射器受冲击气体质量损失分析

为了获得空间粒子撞击对结构性能的影响规律,开展了对某型号空间充气展开天线反射器受空间粒子冲击作用下的内部气体质量损失和内部充气压力变化的分析.结果表明:气体质量损失与时间呈平方递增关系,且随入射粒子的直径以及内部充气压力的增加而增加.消除反射面薄膜褶皱的最优内部充气压力为12 Pa.薄膜材料的充气圆环内部充气压力至少要达到16.8 kPa.分析结果为空间充气展开天线反射器表面精度控制提供依据.

充气天线制作及测试方法研究

分析设计了一个充气可展开天线,得到初始曲面和裁剪片样式.制作了高精度的裁剪、拼接模板,并用于研制3.2 m口径天线样机.通过加工的天线调节装置,将反射器与支撑结构组装在一起.对索张力的两种调节方法进行了比较分析,最终采用张力弹簧调节装置.利用照相测量系统对反射面进行反复调节,使天线达到了较高的形面精度.