【摘要】：隨著信息化和網(wǎng)絡(luò)化得飛速發(fā)展,航天器上廣泛采用的星載大口徑天線起到了關(guān)鍵的作用,航天器經(jīng)歷陰影區(qū)到日照區(qū)受到其柔性附件大口徑天線受到來自太陽輻射的強(qiáng)力熱流,造成柔性天線陣面的熱變形,引發(fā)衛(wèi)星本體、天線陣面與熱載荷之間的耦合問題�；谛∽冃渭僭O(shè)的傳統(tǒng)多柔體動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)分析方法不能夠準(zhǔn)確描述大范圍大柔度動(dòng)力學(xué)模型,具有描述大柔性大變形先天優(yōu)勢的絕對節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)法(Absolute Nodal Coordinate Formulation,ANCF)被廣泛應(yīng)用在多柔體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng),本文采用ANCF位移場插值原理對溫度場進(jìn)行相同格式的插值,實(shí)現(xiàn)溫度場與位移場統(tǒng)一形函數(shù),構(gòu)造出集成溫度描述的薄板單元�；谠搯卧⑿禽d大口徑天線陣面與衛(wèi)星本體組裝得到衛(wèi)星整體模型,分析其受熱來自太陽輻射熱流時(shí)的引發(fā)熱動(dòng)力學(xué)耦合行為,這一剛?cè)釤狁詈闲袨榘私苿傮w衛(wèi)星轉(zhuǎn)動(dòng)、大口徑柔性天線陣面的熱變形和來自太陽輻射熱流密度、空間背景環(huán)境的熱輻射散熱以及天線陣面形變導(dǎo)致的內(nèi)熱源等諸耦合因素。基于由虛功原理得到的單元?jiǎng)恿W(xué)方程,推導(dǎo)出單元質(zhì)量陣、廣義外力、廣義彈性力以及彈性力對節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的雅克比矩陣、單元廣義阻尼力以及阻尼力對節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的雅克比矩陣。以單元質(zhì)量陣求解為例給出單元體積積分方法,并考慮薄板單元?jiǎng)恿W(xué)系統(tǒng)的線性與非線性約束的處理�；跓崃W(xué)第一定律,給出薄板單元的熱傳導(dǎo)方程,施加熱邊界條件,對熱傳導(dǎo)方程有限元離散,推導(dǎo)單元熱容陣、導(dǎo)熱陣、熱輻射陣、來自太陽輻射的熱流密度向量相關(guān)表達(dá)式并驗(yàn)證�；谔摴υ�,列寫出虛功率微元時(shí)間內(nèi)虛功與廣義阻尼力在虛位移下虛功等價(jià)方程,推導(dǎo)出材料內(nèi)部阻尼導(dǎo)致的單元內(nèi)熱源功率,同時(shí)推導(dǎo)出溫度變化引起的單元熱應(yīng)變對應(yīng)的廣義熱應(yīng)力。編寫出基于廣義-α法薄板單元?jiǎng)側(cè)釤狁詈蟿?dòng)力學(xué)求解器,驗(yàn)證單元熱膨脹、阻尼、總能量守恒以及機(jī)械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化關(guān)系�；诩蓽囟让枋龅腁NCF薄板單元,建立星載大口徑天線的陣面模型,結(jié)合參考節(jié)點(diǎn)描述的近似剛體的衛(wèi)星本體,組裝得到衛(wèi)星—天線整體模型。對天線陣面去除初始構(gòu)型下彈性力、阻尼力以及熱應(yīng)力,引入自然坐標(biāo)系描述的參考節(jié)點(diǎn),對參考節(jié)點(diǎn)梯度模長以及梯度方向施加約束,保證參考節(jié)點(diǎn)內(nèi)部應(yīng)變始終為零。對于衛(wèi)星本體與天線陣面分別施加動(dòng)力學(xué)載荷和熱力學(xué)載荷,構(gòu)造出完整的星載大口徑天線剛?cè)釤狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型,并分析其動(dòng)力學(xué)行為。
【圖文】：

圖 1-1 自旋衛(wèi)星章動(dòng)示意圖場超音速飛行中的面板進(jìn)行了一個(gè)可變厚度的三維矩形板單余熱量產(chǎn)生的假設(shè)熱效應(yīng)，此鎖定現(xiàn)象。楊癸庚[44]等人利用度進(jìn)行了求解，并且對加以溫]對哈勃空間望遠(yuǎn)鏡日夜軌道轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，，部署在太楊玉龍[46]對一臺展開桁架拋物動(dòng)力學(xué)載荷急劇變化的初始接除熱致振動(dòng)，引起的天線形面限元法對鉸接肋天線采取半正學(xué)的方法求解天線的熱振動(dòng)和中心剛體的耦合分析提出一種應(yīng)有限元分析方法，并對比耦[49]

模型 ANSYS 在 30s 時(shí)刻溫度云圖
【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】：2019
【分類號】：V443.4;TN820

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 邢笑月;黃文華;劉小龍;汪海波;;大口徑天線微波短脈沖輻射特性的數(shù)值分析[J];現(xiàn)代應(yīng)用物理;2016年01期

2 王志雄;方重華;劉振吉;;圓口徑天線遠(yuǎn)場分析[J];裝備環(huán)境工程;2009年02期

3 胡漢南;;串饋口徑天線的瞬態(tài)特性[J];交通部上海船舶運(yùn)輸科學(xué)研究所學(xué)報(bào);1988年01期

4 曹錦;小口徑天線衛(wèi)星通信技術(shù)[J];江蘇電機(jī)工程;2002年03期

5 張?bào)A;梁宇宏;張?jiān)?溫劍;何海丹;;大垂直口徑天線俯仰波束賦形設(shè)計(jì)[J];電訊技術(shù);2013年05期

6 蘇泉;李和平;徐景利;;小口徑天線接收中星6B衛(wèi)星電視信號的功率儲(chǔ)備評估[J];數(shù)字通信世界;2010年06期

7 張巨勇;施滸立;陳志平;張洪波;;大口徑天線電性能風(fēng)振響應(yīng)的時(shí)域分析[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào);2008年01期

8 蘇力;施家添;;圓口徑天線的近場分析[J];云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年S2期

9 何國瑜,方暉,江賢祚,戴忠寧;口徑天線繞射場的研究[J];航空學(xué)報(bào);1996年04期

10 胡漢南;口徑天線在任意口徑分布時(shí)的沖激響應(yīng)[J];電子科學(xué)學(xué)刊;1985年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 賀忠偉;鄭會(huì)利;毛小蓮;;小型化寬頻帶共口徑天線研究[A];2009年全國天線年會(huì)論文集（上）[C];2009年

2 胡海峰;;小口徑天線主反射面除冰雪裝置[A];中國電子學(xué)會(huì)電子機(jī)械工程分會(huì)2007年機(jī)械電子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

3 馮濤;肖勇;馬小飛;冀有志;雷艷妮;;星載環(huán)形天線結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用綜述[A];2014年可展開空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集[C];2014年

4 ;50米口徑天線232/611MHz雙頻饋源的研制——中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所天伺饋系統(tǒng)QC小組[A];2004年度電子工業(yè)優(yōu)秀質(zhì)量管理小組成果質(zhì)量信得過班組經(jīng)驗(yàn)專集[C];2004年

5 向軍;;移動(dòng)衛(wèi)通網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用[A];2012年中國衛(wèi)星應(yīng)用大會(huì)會(huì)議文集[C];2012年

6 舒逢春;張秀忠;陳中;;長基線全頻譜信號合成實(shí)驗(yàn)的初步結(jié)果[A];2009年全國微波毫米波會(huì)議論文集（下冊）[C];2009年

7 蔡洋;錢祖平;李濤;;一種具有波束掃描特性的基片集成波導(dǎo)口徑天線[A];2017年全國天線年會(huì)論文集（下冊）[C];2017年

8 李斌;趙交成;;基于零折射復(fù)合材料覆層天線技術(shù)研究[A];2009年全國天線年會(huì)論文集（上）[C];2009年

9 ;段寶巖[A];第十五屆中國科協(xié)年會(huì)——500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡與地方發(fā)展論壇文集[C];2013年

10 段平平;阮強(qiáng);郭伊蒙;朱振鵬;孫文博;袁超;;關(guān)于小口徑天線在船載VSAT網(wǎng)絡(luò)中使用的探討[A];第十三屆衛(wèi)星通信學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2017年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前8條

1 山西 冀海峰;166°E泛美八號衛(wèi)星小口徑天線收視報(bào)告[N];電子報(bào);2008年

2 景希朝邋記者 張輝;亞洲最大的50米口徑天線盯住“嫦娥”[N];河北日報(bào);2007年

3 貴州 黃學(xué)文;根據(jù)衛(wèi)星場強(qiáng)圖選配適當(dāng)口徑天線[N];電子報(bào);2002年

4 河南 余紅建;衛(wèi)視接收經(jīng)驗(yàn)幾則[N];電子報(bào);2007年

5 姜靖;生出一雙地球新耳朵聽太陽[N];科技日報(bào);2008年

6 郭東明邋本報(bào)記者 鄭建衛(wèi);千萬里,我追尋著你[N];河北日報(bào);2007年

7 本報(bào)記者 劉霞;“走丟”的衛(wèi)星渴望回家[N];科技日報(bào);2018年

8 記者 張強(qiáng)　通訊員 林利栓 李筱梅;嫦娥二號測控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)四大技術(shù)突破[N];科技日報(bào);2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 王君波;高利用率大口徑反射鏡緊縮場天線測量系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];北京郵電大學(xué);2019年

2 李巖;復(fù)雜載體共形天線陣的分析與綜合[D];電子科技大學(xué);2014年

3 齊世山;錐狀波束天線的研究[D];南京理工大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 周海濤;星載大口徑天線剛?cè)釤狁詈蟿?dòng)力學(xué)分析方法的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

2 喬旭光;多頻段共口徑天線及陣列的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2019年

3 宋航;共口徑天線的研究與設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2016年

4 嚴(yán)波;新型共口徑天線研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

5 羅p

本文編號：2675575