环形桁架结构径向振动的等效圆环模型

在大型环形网架式可展天线中,环形桁架结构的动力学性能对于整个天线的工作状态至关重要.针对大型空间桁架结构,基于连续体等效的思想,将其动力学模型简化为简单的弹性连续体模型一直是动力学研究的热点.将环形桁架结构看作由重复的平面桁架单元构成的环形周期结构,在周期桁架单元等效梁模型的基础上,提出采用不计剪切变形和转动惯量的等效圆环模型分析环形桁架结构的径向振动,并对等效圆环模型的偏微分运动方程进行了解析求解.首先通过变量代换将描述圆环径向振动的四阶偏微分方程组降阶为一阶偏微分方程组,然后通过对降阶后的偏微分方程组进行Laplace变换将其转化为常微分方程组,并采用微分方程组的Green函数解法,获得了等效圆环模型在复频域下动力响应的解析表达式,进而得到等效圆环模型固有振动的特征方程及传递函数的表达式.最后通过数值算例对环形桁架有限元模型与等效圆环模型的固有频率和振型以及传递函数进行了对比分析,验证了等效圆环模型用于环形桁架结构径向振动分析的可行性.

基于音圈电机的环形桁架结构主动悬吊方法

环形桁架结构是卫星可展开天线的基本结构。文章提出一种主动悬吊方法,可在地面状态下卸载环形桁架结构的重力。该方法基于音圈电机可以同时输出安培力和大位移,通过求解悬吊系统的静态方程计算悬吊点的张力即所需安培力;然后,建立主动悬吊试验系统,令音圈电机输出等于所需安培力,即实现悬吊结构对重力的卸载。经试验验证,悬吊后的结构前两阶频率与原结构的几乎相等,且模态一致,说明该悬吊方法有效。

环形桁架索网结构动力学特性分析

环形桁架索网结构是环形桁架可展开天线展开锁定后的主要承力构件。文章在考虑索网几何非线性的基础上,利用ANSYS平台,研究环形桁架索网结构的动力学特性。首先,介绍了索网的非线性理论模型以及模拟有限单元模型。然后,在ANSYS平台中采用MPC方法建立了环形桁架索网有限元模型。通过有限元仿真,比较了环形桁架与环形桁架索网结构的异同;通过改变索网中预应力大小考察预应力对结构动力学特性的影响。

环形空腹索桁结构及初始平衡状态的确定

环形空腹索桁结构是由张力索和压杆组成的、具有预应力自平衡的新颖空间结构体系,这种结构体系是受索穹顶启发演变而来。本文介绍了这种结构体系的特点,重点分析了该结构体系初始平衡状态的确定,为进一步研究环形空腹索桁结构提供依据。

基于代理模型的QPSO算法及结构优化应用

针对复杂结构的工程优化通常涉及到高度非线性的问题,采用基于迭代的传统优化算法可能无法获得全局最优解。在此研究背景下,文章引入量子粒子群优化算法(Quantum Particle Swarm Optimization,QPSO),提出了基于克里金(Kriging)代理模型的QPSO算法,通过构建环形桁架可展天线动力学性能的代理模型,对环形桁架可展天线结构参数进行了优化设计的应用研究。研究结果表明,基于Kriging代理模型的QPSO算法计算效率较高,环形桁架可展天线的基频及最大冲击响应面非线性特征显著,并通过将计算所得到的最优解与有限元解进行对比,验证了此方法的计算精度。由此可见,此方法的研究可为复杂结构的优化设计、研制提供一定的参考。

基于Pro/Engineer平台的装配件三维参数化造型技术

采用Pro/Program模块对Pro/Engineer进行二次开发,在Pro/Engineer平台下实现了对装配件的三维参数化造型技术,大大减少了重复造型的工作量,极大地提高了设计效率和设计质量.作为应用实例,对卫星天线的环形桁架进行了研究,并给出了该结构的三维参数化实体模型.