本文關(guān)鍵詞：大型環(huán)形桁架式可展開天線機(jī)構(gòu)設(shè)計與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,對地觀測、空間通信、深空探測、載人航天等事業(yè)的發(fā)展異常迅猛,對輕量化、大尺度、幾何穩(wěn)定性高的空間大型可展開天線機(jī)構(gòu)的需求大大增加。大型可展開環(huán)形桁架式天線機(jī)構(gòu)由于其折疊比大、剛度高、質(zhì)量不隨天線口徑增加而大幅度增加等優(yōu)點(diǎn)在航天工程中有越來越多的應(yīng)用。因此,在太空能夠順利展開并具備足夠剛度的空間大型可展開天線機(jī)構(gòu)成為了保證天線系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵。本文在分析現(xiàn)有大口徑可展開天線機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上,總結(jié)并提出了7種可以構(gòu)成環(huán)形桁架機(jī)構(gòu)的基本展開單元,建立了綜合評價指標(biāo)及單雙層環(huán)形桁架機(jī)構(gòu)基頻經(jīng)驗(yàn)公式,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了天線機(jī)構(gòu)構(gòu)型優(yōu)選,創(chuàng)新性的提出了提高超大口徑雙層可展開天線機(jī)構(gòu)展開后基頻的設(shè)計方案�；谀芰康刃г�,將雙層天線機(jī)構(gòu)的折展單元進(jìn)行等效建模,得到了表征雙層天線結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性的等效連續(xù)體模型,將其與有限元分析結(jié)果進(jìn)行比對,證實(shí)了該等效方法的正確性,從而簡化了天線機(jī)構(gòu)的力學(xué)特性分析過程。通過分析雙層環(huán)形桁架節(jié)點(diǎn)的受力情況,得出了對角拉索預(yù)緊力的取值范圍,建立相應(yīng)的有限元模型,分析了含索和無索兩種狀態(tài)的天線機(jī)構(gòu),分別得出了各階固有頻率及其相應(yīng)的模態(tài)振型,對比分析了采用對角斜拉索剛化結(jié)構(gòu)的必要程度。通過對影響雙層機(jī)構(gòu)固有頻率的因素進(jìn)行靈敏度分析,得出了改善天線機(jī)構(gòu)振動頻率的有效措施。結(jié)合前面的分析結(jié)論,對內(nèi)外層環(huán)形桁架機(jī)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,并對雙層可展開環(huán)形桁架的驅(qū)動與同步機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計,實(shí)現(xiàn)了雙層環(huán)形桁架重復(fù)展開與收攏功能。研制了含彈性鉸鏈口徑2m的單層環(huán)形桁架式可展開天線機(jī)構(gòu)原理樣機(jī)與雙層單元機(jī)構(gòu)原理樣機(jī),對兩種樣機(jī)的展開功能和動力學(xué)特性進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：雙層環(huán)形桁架 大型可展開天線機(jī)構(gòu) 等效模型 動力學(xué)特性
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V443.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 課題背景、來源及研究的目的和意義10-11
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 課題研究背景和意義10-11
• 1.2 大型可展開天線機(jī)構(gòu)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-19
• 1.2.1 空間大型可展開天線構(gòu)型設(shè)計與應(yīng)用11-17
• 1.2.2 空間大型可展開天線機(jī)構(gòu)動力學(xué)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.3 國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述簡析18-19
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容19-21
• 第2章 環(huán)形桁架式可展開天線機(jī)構(gòu)構(gòu)型優(yōu)選21-41
• 2.1 引言21
• 2.2 環(huán)形桁架式可展開天線機(jī)構(gòu)基本可展開單元的構(gòu)建21-23
• 2.3 單層環(huán)形桁架式可展開天線機(jī)構(gòu)的構(gòu)型優(yōu)選23-30
• 2.3.1 單層環(huán)形桁架機(jī)構(gòu)構(gòu)建23-24
• 2.3.2 單層環(huán)形桁架機(jī)構(gòu)單元構(gòu)型優(yōu)選24-26
• 2.3.3 單層環(huán)形桁架機(jī)構(gòu)動力學(xué)特性公式化建模26-30
• 2.4 雙層環(huán)形桁架式可展開天線機(jī)構(gòu)的構(gòu)型優(yōu)選30-36
• 2.4.1 雙層環(huán)形桁架機(jī)構(gòu)構(gòu)建30-34
• 2.4.2 雙層環(huán)形桁架機(jī)構(gòu)單元構(gòu)型優(yōu)選34
• 2.4.3 雙層環(huán)形桁架機(jī)構(gòu)動力學(xué)特性公式化建模34-36
• 2.5 不同口徑下單雙層結(jié)構(gòu)形式的選擇36-40
• 2.6 本章小結(jié)40-41
• 第3章 大型環(huán)形桁架式可展天線機(jī)構(gòu)等效動力學(xué)建模41-57
• 3.1 引言41
• 3.2 等效模型建模方法及流程41-43
• 3.3 雙層環(huán)形桁架應(yīng)變能與動能計算43-51
• 3.3.1 雙層環(huán)形桁架單元應(yīng)變能計算43-47
• 3.3.2 雙層環(huán)形桁架單元動能計算47-51
• 3.4 連續(xù)梁理論的應(yīng)用51-52
• 3.4.1 連續(xù)梁應(yīng)變能51-52
• 3.4.2 連續(xù)梁動能52
• 3.5 雙層環(huán)形桁架單元連續(xù)體等效模型建立52-53
• 3.6 計算實(shí)例53-56
• 3.7 本章小結(jié)56-57
• 第4章 大型環(huán)形桁架式可展開天線機(jī)構(gòu)動力學(xué)特性有限元分析57-69
• 4.1 引言57
• 4.2 雙層環(huán)形桁架節(jié)點(diǎn)受力分析57-60
• 4.3 雙層環(huán)形桁架展開后模態(tài)分析60-63
• 4.4 雙層環(huán)形桁架固有頻率影響因素分析63-66
• 4.4.1 縱桿參數(shù)對頻率的影響63-64
• 4.4.2 內(nèi)外層橫桿直徑對頻率的影響64-65
• 4.4.3 連系桁架桿直徑對頻率的影響65
• 4.4.4 斜拉索參數(shù)對頻率的影響65-66
• 4.5 影響因素靈敏度分析66-68
• 4.6 本章小結(jié)68-69
• 第5章 大型環(huán)形桁架式可展開天線機(jī)構(gòu)設(shè)計與原理樣機(jī)研制69-82
• 5.1 引言69
• 5.2 雙層環(huán)形桁架機(jī)構(gòu)可展開條件分析69
• 5.3 內(nèi)外層環(huán)形桁架式可展開天線機(jī)構(gòu)設(shè)計69-74
• 5.3.1 內(nèi)外層展開單元的展開驅(qū)動設(shè)計69-71
• 5.3.2 內(nèi)外層展開單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計71-72
• 5.3.3 內(nèi)外層展開單元基本幾何參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計72-74
• 5.4 大型雙層環(huán)形桁架式可展開天線機(jī)構(gòu)設(shè)計74-75
• 5.5 內(nèi)外層可展開天線機(jī)構(gòu)樣機(jī)研制及試驗(yàn)分析75-79
• 5.5.1 樣機(jī)研制75
• 5.5.2 展開功能測試75-76
• 5.5.3 動力學(xué)試驗(yàn)76-79
• 5.6 雙層可展開天線單元機(jī)構(gòu)研制及試驗(yàn)分析79-81
• 5.6.1 樣機(jī)研制與展開功能測試79-80
• 5.6.2 動力學(xué)試驗(yàn)80-81
• 5.7 本章小結(jié)81-82
• 結(jié)論82-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果87-89
• 致謝89

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王欽;何星星;文援蘭;;帶撓性附件的航天器結(jié)構(gòu)-姿態(tài)耦合動力學(xué)[J];上海航天;2011年02期

2 陳向陽,關(guān)富玲;六棱柱單元可展拋物面天線結(jié)構(gòu)設(shè)計[J];宇航學(xué)報;2001年01期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 戴璐;雙環(huán)可展開桁架式天線動力學(xué)分析與優(yōu)化設(shè)計[D];浙江大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：大型環(huán)形桁架式可展開天線機(jī)構(gòu)設(shè)計與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：320074