本文關(guān)鍵詞：大氣探測儀環(huán)形遙感裝置的設計研究

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【摘要】：近年來厄爾尼諾現(xiàn)象逐年加劇,我國各地區(qū)大洪水、大暴雪、大干旱等極端氣象災害頻發(fā),為了加強對氣象的監(jiān)測和預報,我國陸續(xù)發(fā)射了FY-3和FY-4系列氣象衛(wèi)星,為我國天氣預報、氣象研究、環(huán)境遙感等科學研究提供了非常重要的數(shù)據(jù),并為國際氣象合作做出了重大貢獻。本文所研制的大氣探測儀作為國家“863”計劃地球觀測與導航技術(shù)領域的重點支持項目,是為了滿足國家對于靜止軌道大氣探測的應用需求而進行的技術(shù)攻關(guān),目標是作為主載荷在FY-4微波星上搭載。微波輻射計廣泛地應用于地球遙感、深空探測、制導、安檢、醫(yī)療等領域,傳統(tǒng)的實孔徑微波輻射計因口徑尺寸的限制很難達到越來越高的空間分辨率要求,但干涉式綜合孔徑微波輻射計可以由較小孔徑的天線陣列等效大孔徑天線并獲得理想的分辨率,因此具有非常美好的發(fā)展前景。為了給安裝有70個天線的圓環(huán)提供支撐和精度調(diào)節(jié)并減輕質(zhì)量,本文設計了一套鉸鏈可調(diào)式碳纖維桿桁架結(jié)構(gòu)。本文對基于綜合孔徑微波輻射計技術(shù)的大氣探測儀裝置的機械部分關(guān)鍵技術(shù)進行了研究分析,為星載大氣探測儀的設計與制造提供一定的參考。本文的主要研究包括以下幾個方面:(1)在查閱大量國內(nèi)外相關(guān)文獻資料的基礎上,概述了國內(nèi)外大氣探測技術(shù)的發(fā)展歷程,并對綜合孔徑微波輻射計的原理和復合材料桁架結(jié)構(gòu)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了綜述,并闡明了本文的主要研究目標和研究意義;(2)敘述了大氣探測儀的技術(shù)要求、設計特點和設計原則,研究設計了一套鉸鏈可調(diào)式碳纖維桁架支撐結(jié)構(gòu),除鉸鏈接頭外均選用了碳纖維材料以減少裝置質(zhì)量,結(jié)合CATIA完成了裝置的總體設計;并在此基礎上對該桁架結(jié)構(gòu)進行了數(shù)學模型解析;(3)通過對大氣探測儀的工況進行分析,利用有限元分析軟件ANSYS對各向異性碳纖維復合材料進行前處理,然后對總體裝置進行靜力學和模態(tài)分析研究,考察裝置結(jié)構(gòu)的力學性能。分析結(jié)果顯示,本文設計的裝置仍需進一步地優(yōu)化,減小變形并增加基頻以滿足設計要求;(4)在前文分析的基礎上,本文對該裝置進行了進一步改進和優(yōu)化,利用ANSYS Workbench對關(guān)鍵零部件圓環(huán)進行了尺寸優(yōu)化,并結(jié)合靜力學分析結(jié)果進行精度和誤差分析計算,計算結(jié)果表明優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)滿足靜力學要求;對該裝置施加鎖緊點之后,其固有頻率滿足設計要求;(5)對大氣探測儀桁架支撐結(jié)構(gòu)的裝調(diào)工藝進行了介紹與分析,對大氣探測儀和翻轉(zhuǎn)架車之間的螺栓組進行了分析校核,驗證了結(jié)構(gòu)設計和加工工藝的合理性。
【關(guān)鍵詞】：大氣探測儀 綜合孔徑微波輻射計 可調(diào)式桁架結(jié)構(gòu) 碳纖維復合材料 力學分析
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH765.8
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 研究背景及意義11
• 1.1.1 研究背景11
• 1.1.2 研究意義11
• 1.2 概況及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-20
• 1.2.1 大氣探測儀概況及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 綜合孔徑微波輻射計概況及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.3 復合材料桁架結(jié)構(gòu)在衛(wèi)星天線中的應用17-20
• 1.3 論文研究內(nèi)容及創(chuàng)新點20-23
• 第2章 大氣探測儀結(jié)構(gòu)設計及數(shù)學模型解析23-39
• 2.1 大氣探測儀總體結(jié)構(gòu)設計與裝配23-33
• 2.1.1 圓環(huán)結(jié)構(gòu)設計26-29
• 2.1.2 桁架支撐結(jié)構(gòu)設計29-31
• 2.1.3 載荷艙結(jié)構(gòu)設計31-32
• 2.1.4 大氣探測儀總體裝配32-33
• 2.2 大氣探測儀桁架數(shù)學模型解析33-37
• 2.2.1 鉸鏈接頭的角度解析33-35
• 2.2.2 桿長及裝配位置解析35-37
• 2.3 本章小結(jié)37-39
• 第3章 大氣探測儀有限元分析39-53
• 3.1 靜力學分析39-49
• 3.1.1 前處理40-47
• 3.1.2 求解過程47-48
• 3.1.3 后處理48-49
• 3.2 模態(tài)分析49-52
• 3.2.1 有限元模態(tài)分析理論49-50
• 3.2.2 模態(tài)分析50-52
• 3.3 本章小結(jié)52-53
• 第4章 大氣探測儀結(jié)構(gòu)優(yōu)化及精度分析53-65
• 4.1 圓環(huán)尺寸優(yōu)化53-58
• 4.1.1 優(yōu)化設計基本原理53-54
• 4.1.2 設計參數(shù)和目標函數(shù)的確定54-55
• 4.1.3 目標驅(qū)動優(yōu)化55-57
• 4.1.4 圓環(huán)優(yōu)化結(jié)果57-58
• 4.2 優(yōu)化前、后的整體裝置靜力學分析對比58-60
• 4.2.1 優(yōu)化前、后靜力學精度誤差分析59-60
• 4.3 鎖緊點的施加60-63
• 4.3.1 優(yōu)化前、后的整體裝置模態(tài)分析對比61-63
• 4.4 本章小結(jié)63-65
• 第5章 整機裝調(diào)工藝及安裝校核65-75
• 5.1 裝調(diào)工藝65-70
• 5.1.1 零件的命名65-66
• 5.1.2 裝配實施方法與流程66-70
• 5.2 整機安裝與校核70-73
• 5.3 本章小結(jié)73-75
• 第6章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 結(jié)論75-76
• 6.2 展望76-77
• 參考文獻77-81
• 作者簡介81
• 攻讀碩士學位期間所得的成果81-82
• 致謝82

【相似文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉圣強;大氣探測儀環(huán)形遙感裝置的設計研究[D];吉林大學;2016年

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本文編號：545465