蜂窝夹层共形承载天线结构的力电性能

本文对玻璃钢蜂窝夹层共形承载天线结构进行常温四点弯曲试验,并对比了含有真实天线的实验件在实验前后的电磁性能。采用三明治夹芯板理论和分离式实体建模方法,利用ABAQUS建立其有限元模型,并基于各向异性材料最大应力准则,使用USDFLD定义蜂窝芯失效准则。实验和模拟结果表明:此方法能准确地模拟结构的刚度和强度。性能检测显示实验件能够承受预定载荷,从而验证了此类结构在弯曲载荷下的可靠性以及模拟方法的准确性。

蜂窝夹层共形承载天线结构剪切性能的试验与模拟

对玻璃钢蜂窝夹层共形承载天线结构设计了常温面内剪切试验,采用三明治夹芯板理论和分离式实体建模方法,利用ABAQUS软件建立其与试验相符的有限元模型,并基于各向异性材料最大应力准则,使用USDFLD定义蜂窝芯失效准则。结果表明:试验获得了此类结构关键性的剪切强度和刚度数据;模拟方法能准确地模拟结构的刚度和强度,从而验证了此类结构在面内剪切载荷下的适应性,为此类结构的使用提供了参考数据,也为此类结构提供了一种较为准确和可靠的模拟计算方法。

共形承载天线封装过程中几何缺陷的反演

共形承载天线(Conformal load-bearing antenna structure,CLAS)将微带天线和防护结构封装为一体,是一种可安装于飞行器外蒙皮的新型天线结构。针对封装过程中防护罩体内存在空腔、气泡等制造缺陷,根据透射理论和射线追踪-表面积分方法,提出一种由天线远场特性反演缺陷几何特征的方法。推导出远场到罩体透射系数以及透射系数到罩体材料厚度的两个反演公式,两者结合可实现由测量远场到罩体缺陷几何特征的反演,并进一步推广至多层罩体。通过一个12.5 GHz的4单元共形承载天线进行数值仿真试验,仿真结果表明反演模型理论精度高,有效性好。基于该算例,对所提出的反演模型进行误差分析,分析结果表明当远场测量精度满足幅度误差小于0.45 d B,相位误差小于±5°时,反演结果的误差小于10%,该精度完全可以满足工程使用的精度要求。

含粘接缺陷的共形承载天线力学性能演化机理

共形承载天线兼具电磁辐射及承担外载功能,综合性能良好,在航空领域具有重要的应用价值和广阔的发展前景。由于共形承载天线由层合结构构成,在不同材料的粘接及热压过程中,容易在粘接层形成裂纹等粘接缺陷,而失效往往在裂纹处发生,所以研究含粘接缺陷的共形承载天线力学性能演化机理具有重要意义。文中首先根据实验数据辨识了共形承载天线层间界面的动态等效断裂能并将其应用于双线性内聚力模型;其次,建立了共形承载天线的有限元模型并根据模态实验结果验证了模型的准确性;最后,依据仿真结果给出了结构服役过程中允许的最大层间裂纹半径,为合理确定工程制造精度提供了依据。

埋微带天线蜂窝夹层结构的力电性能分析

设计并制备了一种共形承载一体化的埋微带天线蜂窝夹层结构。利用有限元方法分析了该结构的力学性能,与三点弯曲实验比较,获得较好的一致性。研究了蜂窝层厚度等参数对电性能和力学性能的影响。结果表明,蜂窝层厚度为8~14 mm时,共形承载天线不仅具有高增益和低损耗,还具有较好的力学性能。