模块化空间可展开天线支撑桁架结构的热-结构分析

对模块化空间可展开天线支撑桁架结构进行空间热交变环境下的热-结构分析,为天线结构因热致变形影响形面精度和网面稳定性提供合理的防护建议。采用ANSYS APDL有限元软件建立了大口径模块化空间可展开天线支撑结构的精细化数值模型,基于已有试验分别验证了模块化可展开天线结构有限元建模和热分析模型的正确性;分析了在瞬态温度场作用下约束位置等参数对支撑桁架弦杆及拉索应力的影响和热致变形规律。研究结果表明:空间可展开天线结构的应力和变形随时间历程发展与瞬态温度场变化趋势基本一致;同一瞬态温度场下,天线结构中心模块拉索热应力最大,同圈模块的弦杆热应力幅值基本相同,其上弦杆热应力逐圈增大,而拉索热应力逐圈减小;天线结构热致变形在距离约束最远端处整体累计值最大,上层中心点处累计热致变形可达15 mm左右,对天线形面精度的影响不可忽略;将天线支撑桁架结构最外侧且距离结构中心最近的模块顶角和与相邻模块竖杆拼接处作为星载天线伸展臂约束时,天线结构的热致变形最小。将该处作为模块化空间可展开天线的展开支点,并建议对天线支撑结构表面采用涂刷隔热防护复合材料涂层等防护措施,以增加天线结构在太空极端环境的适应性,从而减小温度交变对天线整体形变和网面精度的影响。

空间相机桁架式支撑结构的集成优化设计

桁架式支撑结构在大中型离轴三反(TMA)空间相机中使用广泛,如何提高其动力学特性是此类相机研制过程中的关键。针对桁架结构的设计问题,提出了通过集成优化确定桁架结构动力学特性最佳位置的方法,使用实验设计的手段,对影响其动力学特性的各桁架杆位置变量进行了研究,分析了该优化问题解空间的特点;为了实现桁架结构的全局最优设计,以提高支撑结构的一阶自然频率为目标,使用多岛遗传算法(Multi-island GA)进行全局寻优求解。利用有限元分析的方法,得到该桁架经优化后的一阶自然频率107.72 Hz,较未经优化的初始结构(83.45 Hz)提升了29%,效果显著。该研究提出的集成优化模型和分析方法为此类桁架结构的设计提出了新的思路。

大型离轴三反相机桁架式主支撑结构的设计与优化

为了提高空间相机主支撑结构的刚度,减轻结构质量,根据大型离轴三反空间相机的特点,研究了其主支撑结构的形式。应用Rayleigh法推导了桁架式主支撑结构的基频计算公式,分析了桁架杆间夹角对其基频的影响,并以此为基础研究了其优化方法和优化过程。优化设计了某预研空间相机的桁架式主支撑结构并对其结构特性进行了分析。分析结果表明,设计的主支撑机构的质量减轻了22kg,基频可达146Hz,表明本研究对大型离轴三反空间相机主支撑结构的设计具有参考价值。该研究结果已成功应用于某预研相机的样机研制中。

Q420-D高强钢在桁架支撑转换结构中的应用

Q420-D高强钢具备强度高、刚度大、综合性能好等特点,故在大跨度和超高、超重型的建筑物结构中得到普遍应用;但该钢种在焊接过程中较易产生淬硬、冷裂等缺陷而造成构件破坏。以某遗址博物馆工程为例,介绍Q420-D高强钢在桁架支撑转换结构中的应用技术,结合实际工程着重阐明该钢种中厚板的焊接工艺试验,进一步表明Q420-D高强钢在桁架支撑转换结构工程中应用效果良好。

基于支承悬挑桁架结构的免高支模贝雷架平台应用

苏州博物馆西馆4#筒体为支撑悬挑桁架结构形式,屋面结构属于超高、超大模板施工。为提升施工效率,采用由贝雷架、钢牛腿组成的高空模板支撑转换平台,降低模板搭设高度,并通过有限元软件分析转换平台的可靠性,保证实施过程中平台及悬挑桁架结构的安全。

长距离输送钢栈桥结构形式的设计与选择

为了保证大型粮油加工企业的正常生产,原料的接收、储存、发放至关重要,因此钢栈桥得到了大量的运用。以工程为例,介绍了两种常用的栈桥结构形式,分析了两种结构形式的适用范围,以使栈桥设计更为安全、经济、合理。

水下钢筋混凝土桥墩承台沉箱设计与施工技术

本文根据工程地质、水文条件及现场环境特点,介绍了水下钢筋混凝土桥墩承台钢套箱的设计、制造及施工方法,为类似工程的承台施工提供借鉴。