基于力密度的径向肋式索膜反射面天线形态设计

针对空间索膜结构的初始形态设计问题,提出基于力密度方法和控制索网网格面积大小的方法来对边界拉索张力设计和索网形状设计的天线找形迭代策略。首先将薄膜反射面离散为三角形膜单元,得到膜单元的等效力密度,结合索网结构特点,得到索网和薄膜的静力平衡方程。保证索网所有内部索段的张力相等,同时通过控制网格面积大小实现边界索段张力设计。对前索网形状进行设计,根据前索网的抛物面方程,更新前索网自由节点坐标,进而重新调整竖向索张力,同时控制网格面积大小,通过优化迭代过程,实现天线的形态设计。通过径向肋式索膜反射面天线算例表明,该方法能够得到满足形状和张力分布的设计结果。

抑制失谐星载天线振动局部化的失谐优化及控制改善

为了抑制随机失谐星载天线结构的振动局部化及其导致的振动控制失效问题,建立了径向肋天线结构的单肋多自由度集中参数模型,提出了一种衡量结构整体振动模态品质的局部化因子;分析了失谐肋的安装顺序对结构整体模态振型的影响,利用遗传算法对失谐肋的安装顺序进行了减振优化,并评估了失谐优化对天线振动控制系统性能的提升。结果表明,对于一组具有特定随机失谐参数的径向肋,基于本文的模态局部化因子和智能搜索算法可以快速、准确地得到其最优或近似最优安装顺序,不仅能大大改善天线整体振动模态品质、降低结构振动响应,还能提高天线结构控制系统效能。

随机失谐星载天线振动局部化的统计特性分析

为了研究随机失谐对星载天线结构动力学特性的影响,本文建立了径向肋天线结构的集中参数模型,基于Monte Carlo数值计算方法研究了随机失谐天线的模态局部化与受迫振动响应局部化的统计特性。研究结果表明:失谐强度增大会使结构的各阶共振频率范围变宽,从而使结构发生共振的危险机率增大;失谐强度增大或耦合刚度减小都会使结构的模态局部化程度增大,其中质量失谐对高阶模态振型影响较大,而刚度失谐对低阶模态振型影响较大;失谐限制了天线结构中振动能量的传播,适当增大径向肋间的耦合刚度会使原本限制在少数径向肋上的振动能量均匀传播到所有肋上。